KR101402365B1

KR101402365B1 - 시효성 및 베이킹 경화성이 우수한 냉연 강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101402365B1
Application number: KR1020117024271A
Authority: KR
Inventors: 에이코 야스하라; 가즈히로 하나자와; 겐타로 요시다
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2009-04-13
Filing date: 2010-04-13
Publication date: 2014-06-03
Also published as: CN102395695A; CN102395695B; KR20120008033A; MY157318A; WO2010119971A1; JP5549307B2; JP2010265545A

Abstract

질량％ 로, C : 0.020 ∼ 0.070 ％, Si : 0.05 ％ 이하, Mn : 0.1 ∼ 0.5 ％, P : 0.05 ％ 이하, S : 0.02 ％ 이하, Al : 0.02 ∼ 0.08 ％, N : 0.005 ∼ 0.02 ％ 를 함유하는 조성의 강 소재에 1150 ℃ 이상에서 가열시키고, 마무리 압연 종료 온도 : 850 ℃ 이상으로 하는 마무리 압연을 실시하여 열연판으로 하고, Al 과 N 량과의 특정한 관계식을 만족하는 권취 온도에서 권취하고, 이어서 압하율 : 60 ∼ 90 ％ 의 냉연과, 가열 속도를 2 단계로 하여 Al 량, N 량, 권취 온도와의 특정한 관계식을 만족하는 소둔 온도까지 가열, 균열시켜, 5 ℃／s 이상의 냉각 속도로 500 ℃ 이하까지 냉각시킴으로써, 시효에 의한 주름의 발생을 방지할 수 있고 또한 2.0 ％ 미만의 비교적 낮은 변형 부여-도장 베이킹 상당 열처리 후에 50 ㎫ 이상의 베이킹 경화량을 확보할 수 있는 냉연 강판을 얻는다.

Description

시효성 및 베이킹 경화성이 우수한 냉연 강판 및 그 제조 방법{COLD-ROLLED STEEL SHEET HAVING EXCELLENT SLOW-AGING PROPERTY AND HIGH CURABILITY IN BAKING, AND METHOD FOR PRODUCING SAME}

본 발명은, 건재, 가전 제품용으로서 적합한 냉연 강판 및 그 제조 방법에 관련되고, 특히 굽힘이나 얕은 스트레치로 대표되는 비교적 경도의 가공으로 성형된 부재의 베이킹 경화능의 향상에 관한 것이다. 여기서 말하는 「강판」에는 강판, 강대를 포함하는 것으로 한다. 또, 「냉연 강판」에는 냉연 강판과, 상기 냉연 강판에 전기 아연 도금이나 용융 아연 도금 등의 표면 처리를 실시한 냉연 강판도 포함한다. 나아가서는, 냉연 강판의 표면, 혹은 다시 전기 아연 도금이나 용융 아연 도금 등의 표면 처리를 실시한 냉연 강판의 표면에 화성 처리 피막을 갖는 강판도 포함한다.

최근, 건재나 가전 제품에 있어서는 제조 비용의 저감이 강하게 요구되며, 특히 소재비의 저감을 위해서 사용하는 소재의 박육화가 급속하게 진행되어 사용하는 강판의 고강도화가 요망되고 있다. 건재, 가전 제품용 부재에서 요구되고 있는 사용 강판의 고강도화는, 인장 강도로 440 ㎫ 레벨까지이다. 또한, 굽힘이나 얕은 스트레치 등의 비교적 경도의 가공이 실시되는 부재용이 주가 된다.

이와 같은 소재의 박육화 요구에 수반되는 사용 강판의 고강도화는, 건재나 가전 제품용 부재에 한정되지 않고, 자동차용 부재에도 요구되고 있다. 1989년의 CAFE 규제 이후, 자동차 연비 향상을 위해서 자동차 차체의 경량화가 열망되어, 사용하는 강판의 고강도화가 진행되어 왔다. 이와 같은 배경 아래, 자동차용으로서 P, Si, Mn 등을 적당량 첨가한 고강도 강판이 차례 차례로 개발되어 사용되고 있지만, 자동차용으로서 개발된 고강도 강판은 인장 강도 TS 가 590 ㎫ 이상인 강판이 많다. 이들 고강도 강판을 건재, 가전 제품용으로서 적용하는 것은 곤란하다. 이것은, 이와 같은 고강도 강판은 강도가 지나치게 높기 때문에, 가공기의 능력을 넘어 가공이 곤란하거나 또는 가공할 수 있다고 해도 제품의 치수 정밀도가 저하되는 등의 문제가 있기 때문이다. 또, 이와 같은 고강도 강판은, 첨가하는 합금 원소가 많아 고가가 되는 경우가 많아서 소재 비용의 저감 효과를 기대할 수 없다.

또, 자동차의 외판용으로서 베이킹 경화형의 연질 강판이 많이 제안되어 사용되고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1 에는, 중량％ 로, C : 0.002 ∼ 0.008 ％, Si : 0.5 ％ 이하, Mn : 0.05 ∼ 1.2 ％, P : 0.10 ％ 이하, Al : 0.01 ∼ 0.08 ％ 로 N ％ × 8 이상, Nb : C ％ × 3 이상, (C ％ × 8 이하 ＋ 0.02 ％) 이하를 함유하는 열연강판을, 60 ％ 이상의 압하율로 냉연하고, 750 ∼ 900 ℃, 10 s 간 이상의 조건으로 연속 소둔을 실시한 후, 냉각 과정에서 적어도 650 ℃ 까지 평균 냉각 속도 10 ℃/s 이상의 냉각을 실시하는, 베이킹 경화성이 우수한 냉연 강판의 제조 방법이 기재되어 있다. 특허문헌 1 에 기재된 기술로 제조된 강판은, 극저탄소계로 하고 있기 때문에 성형시에는 연질로 고가공성을 갖고, 성형 후에 화성 처리나 도장 베이킹 처리에 의해 성형시에 도입된 전위에 고용 탄소나 고용 질소가 고착되고, 경화되어 고강도화된다. 이와 같은 강판은, 인장 강도가 340 ㎫ 에서 390 ㎫ 정도이며, BH (베이킹 경화) 강판으로서 자동차 외판용으로 많이 사용되고 있다.

또, 특허문헌 2 에는, 성형 후의 열처리에 의한 강도 상승능이 우수한 냉연 강판의 제조 방법이 기재되어 있다. 특허문헌 2 에는, C : 0.15 ％ 이하, Si : 0.005 ∼ 1.0 ％, Mn : 0.01 ∼ 3.0 ％, Al : 0.005 ∼ 0.02 ％, N : 0.006 ∼ 0.020 ％, 및 P : 0.002 ∼ 0.10 ％ 를 N (％)/Al (％) ≥ 0.3 을 만족하는 범위에서 함유하는 조성의 강슬래브를 열간 압연하고, 권취할 때에, [Mn ％] × [Si ％] 가 1.0 이하인 경우에는 권취 온도 ≤ 700 ℃, 한편, [Mn ％] × [Si ％] 가 1.0 보다 큰 경우에는 권취 온도 ≤ 300 ＋ 400/([Mn ％] × [Si ％]) 로 하고, 재결정 소둔 공정에 있어서는, [Mn ％] × [Si ％] 가 1.0 이하인 경우에는 소둔 온도를 650 ∼ 950 ℃ 로 하고, [Mn ％] × [Si ％] 가 1.0 보다 큰 경우에는 950 － 300/([Mn ％] × [Si ％]) ≤ 소둔 온도 ≤ 950 을 만족하는 온도에서 소둔을 실시하는 냉연 강판의 제조 방법이 기재되어 있다. 이로써, 강 중의 석출 Mn ％ 와 석출 Si ％ 의 곱이 0.00010 ％ 이하이고, 고용 N 을 0.0015 ％ 이상 함유하며, 페라이트상 또는 페라이트 주체의 조직을 갖는 냉연 강판이 얻어진다고 하고 있다. 특허문헌 2 에 기재된 기술로 제조된 강판에서는, 고용 N 과 성형시에 도입된 전위의 상호 작용에 의해 성형 후 열처리에 의해 인장 강도가 60 ㎫ 이상 증가한다고 되어 있다.

일본 특허공보 소60-17004호 일본 공개특허공보 2002-226937호

특허문헌 1 에 기재된 바와 같은 자동차용의 BH 강판에서는, 2 ％ 이상의 변형 부여와 베이킹 도장 처리 등의 열처리를 필요로 하고, 이로써 30 ㎫ 정도의 강도 상승이 인정된다. 또, 특허문헌 2 에 기재된 바와 같은 자동차용 강판에서도, 5 ％ 이상의 변형 부여와 120 ∼ 200 ℃ 의 저온역에서의 열처리를 필요로 하고, 이로써 인장 강도 TS 가 60 ㎫ 이상 증가하는 고강도화가 얻어진다. 그러나, 건재나 가전 제품 등에 있어서의 부재에서는 2 ％ 이하의 비교적 경도의 가공이 많다. 혹은, 거의 가공되지 않고 평판 상태로 사용되는 것도 있다. 이 때문에, 특허문헌 1, 특허문헌 2 에 기재된 바와 같은 자동차용의 강판을 건재나 가전 제품용 부재용으로서 사용한 경우에는, 부여되는 변형량이 적어 그 후의 베이킹 도장 처리 등의 열처리를 실시해도, 강도 상승이 작아 원하는 고강도화를 달성할 수 없다는 문제가 있다. 또, 특허문헌 1 에 기재된 바와 같은 자동차용의 BH 강판에서는, 장시간의 방치에 의해 시효 경화되고, 성형시에는 스트레처 스트레인으로 불리는 주름이 발생하여 제품의 외관을 현저하게 손상시킨다는 문제도 있다. 또, 특허문헌 2 에 기재된 기술에서는, 소정의 고용 N 량을 확보하기 위해서, Al 함유량의 상한을 0.02 ％ 로 하고 있다. Al 은 통상 탈산, 즉 강 중의 산소를 Al₂O₃로 하여 저감시키기 위해서 첨가된다. Al 량이 적으면 탈산이 불충분해져 강 중의 산소 잔존량이 많아지고, 청정도가 저하되어 냉간 압연시에 균열이 발생하거나 표면 결함이 발생하기 쉬워진다는 문제가 있다.

본 발명은, 이러한 종래 기술의 문제를 감안하여 시효에 의한 주름의 발생을 방지할 수 있고, 2 ％ 이하 정도라는 비교적 낮은 변형 부여로 높은 베이킹 경화량을 확보할 수 있는, 시효성이 우수하고, 베이킹 경화성도 우수한 냉연 강판 및 그 제조 방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.

여기서, 「베이킹 경화성이 우수한」이란, 2.0 ％ 미만 (0 ％ 를 포함함) 의 예변형을 부여하고, 100 ∼ 200 ℃ × 5 ∼ 60 min 의 도장 베이킹 처리 상당의 열처리를 실시한 후의 항복 강도 YS_HT 와, 예변형 부여시의 응력 YS_PS 의 차이 ΔYS (= YS_HT － YS_PS) 가 50 ㎫ 이상인 경우를 말하는 것으로 한다. 또, 「시효성이 우수한」이란, 25 ℃ 이하의 상온 분위기 중에서 3 개월간 유지한 후의 항복 신장 YE1 이, 압연 방향에서 2 ％ 이하인 경우를 말하는 것으로 한다.

본 발명자들은, 상기한 목적을 달성하기 위해서 베이킹 경화성에 미치는 합금 원소의 영향에 대해 예의 연구하였다. 그 결과, 저변형량 부여에 의해서도 높은 베이킹 경화성을 부여하기 위해서, 고용 N 의 유효 활용에 생각이 이르렀다. 또, 시효에 의한 주름을 발생시키지 않기 위해서는, C 는 최대한 석출물로서 존재시키는 것이 중요한 것을 알아내었다.

본 발명자들의 추가적인 연구에 의해, 고용 C 를 최대한 저감시키기 위해서는, 열간 압연에 있어서의 권취 온도를 적정하게 조정하여 결정립을 미세화함과 함께 결정립 내에 탄화물을 석출시키고, 다시 잔류되어 있는 고용 C 를 냉간 압연 후의 소둔에 있어서의 가열 속도 및 소둔 온도를 적정하게 조정하여 탄화물로서 석출시키는 것이 중요한 것을 알아내었다. 또, 적정량의 고용 N 을 확보하기 위해서는, N 과 결합하여 석출물이 되는 Al 함유량을 적정하게 조정함과 함께, 열간 압연에 있어서의 권취 온도, 소둔 온도를 적정화하는 것이 중요한 것을 알아내었다. 그리고 또 냉간 압연 후에 조질 압연을 실시하는 것도 시효에 의한 주름의 발생을 억제하는 것에 유효하게 기여하는 것을 알아내었다.

본 발명은, 이러한 지견에 근거하여 추가적인 검토를 더하여 완성된 것이다. 즉, 본 발명의 요지는 다음과 같다.

(1) 질량％ 로, C : 0.020 ∼ 0.070 ％, Si : 0.05 ％ 이하, Mn : 0.1 ∼ 0.5 ％, P : 0.05 ％ 이하, S : 0.02 ％ 이하, Al : 0.02 ∼ 0.08 ％, N : 0.005 ∼ 0.02 ％ 를 함유하고, 고용 N 이 0.0010 ％ 이상이고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성과, 평균 결정 입경이 7 ㎛ 이하인 페라이트상을 면적률로 80 ％ 이상 함유하고, 상기 페라이트상의 결정립 내에 평균 원상당 직경으로 0.05 ∼ 5 ㎛ 크기의 석출물이 석출, 분산된 조직을 갖는 것을 특징으로 하는 냉연 강판.

(2) (1) 에 있어서, 상기 석출물의 석출 밀도가 1 ∼ 100 개/0.01 ㎟ 인 것을 특징으로 하는 냉연 강판.

(3) (1) 또는 (2) 에 있어서, 상기 조성에 더하여 추가로, 질량％ 로, Ti : 0.01 ％ 이하, Nb : 0.01 ％ 이하, B : 0.005 ％ 이하 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 냉연 강판.

(4) (1) 내지 (3) 중 어느 것에 있어서, 상기 조성에 더하여 추가로, 질량％ 로, Mo : 0.01 ％ 이하, Ni : 0.01 ％ 이하, Cr : 0.01 ％ 이하, Cu : 0.01 ％ 이하 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 냉연 강판.

(5) (1) 내지 (4) 중 어느 것에 있어서, 표면에 아연 도금층을 갖는 것을 특징으로 하는 냉연 강판.

(6) 강 소재에 열연 공정과, 냉연 공정과, 소둔 공정과, 조질 압연 공정을 순차적으로 실시하여 냉연 강판으로 함에 있어서, 상기 강 소재를 질량％ 로, C : 0.020 ∼ 0.070 ％, Si : 0.05 ％ 이하, Mn : 0.1 ∼ 0.5 ％, P : 0.05 ％ 이하, S : 0.02 ％ 이하, Al : 0.02 ∼ 0.08 ％, N : 0.005 ∼ 0.02 ％ 를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성의 강 소재로 하고, 상기 열연 공정이, 상기 강 소재에 가열 온도 : 1150 ℃ 이상으로 하는 가열을 실시한 후, 조압연하여 시트바로 하고, 이어서 상기 시트바에 마무리 압연 종료 온도 : 850 ℃ 이상으로 하는 마무리 압연을 실시하여 열연판으로 하고, 이어서 상기 열연판을 다음 (1) 식

[(Al/28)/(N/14)] / CT ≤ 5.5 × 10^-3 (1) 식

(여기서, Al, N : 각 원소의 함유량 (질량％), CT : 권취 온도 (℃)) 을 만족하는 권취 온도 CT 에서 권취하는 공정이고, 상기 냉연 공정이, 상기 열연판에 산세 처리를 실시한 후, 냉연 압하율 : 60 ∼ 90 ％ 로 하는 냉간 압연을 실시하여 냉연판으로 하는 공정이며, 상기 소둔 공정이, 상기 냉연판에 소둔 처리를 실시하여 냉연 소둔판으로 하는 공정으로, 상기 소둔 처리가 소둔 온도 An 을 다음 (2) 식

1.0 ≤ {[(Al/28)/(N/14)]/CT} / {[(Al/28)/(N/14)]/An} ≤ 1.5 (2) 식

(여기서, Al, N : 각 원소의 함유량 (질량％), CT : 권취 온도 (℃), An : 소둔 온도 (℃))

을 만족하는 온도로 하여, 300 ℃ ∼ (소둔 온도 － 20 ℃) 까지의 온도역에서의 가열 속도를 1 ∼ 30 ℃/s, (소둔 온도 － 20 ℃) ∼ (소둔 온도) 까지의 온도역에서의 가열 속도를 0.5 ∼ 5 ℃/s 로 하여 상기 소둔 온도까지 가열시키고, 그 후, 5 ℃/s 이상의 냉각 속도로 500 ℃ 이하까지 냉각시키는 소둔 처리이며, 상기 조질 압연 공정이, 상기 냉연 소둔판에 신장률 : 0.5 ∼ 5 ％ 의 조질 압연을 실시하는 공정인 것을 특징으로 하는 냉연 강판의 제조 방법.

(7) (6) 에 있어서, 상기 소둔 온도에서 150 s 이하의 균열 (均熱) 을 실시하고, 그 후 냉각시키는 것을 특징으로 하는 냉연 강판의 제조 방법.

(8) (6) 또는 (7) 에 있어서, 상기 조성에 더하여 추가로, 질량％ 로, Ti : 0.01 ％ 이하, Nb : 0.01 ％ 이하, B : 0.005 ％ 이하 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 냉연 강판의 제조 방법.

(9) (6) 내지 (8) 중 어느 것에 있어서, 상기 조성에 더하여 추가로, 질량％ 로, Mo : 0.01 ％ 이하, Ni : 0.01 ％ 이하, Cr : 0.01 ％ 이하, Cu : 0.01 ％ 이하 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 냉연 강판의 제조 방법.

(10) (6) 내지 (9) 중 어느 것에 있어서, 상기 소둔 공정 후에, 상기 조질 압연 공정 전에 강판 표면에 아연 도금층을 형성하는 아연 도금 처리 공정을 실시하는 것을 특징으로 하는 냉연 강판의 제조 방법.

(11) (10) 에 있어서, 상기 소둔 공정에서 상기 냉연판을 상기 5 ℃/s 이상의 냉각 속도로 500 ℃ 이하까지 냉각시킨 후, 상기 아연 도금 처리 공정으로서, 계속해서 용융 아연 도금욕에 침지시켜, 강판 표면에 용융 아연 도금층을 형성하는 용융 아연 도금 처리, 혹은 다시 상기 용융 아연 도금층을 합금화하는 합금화 처리를 실시하는 용융 아연 도금 처리 공정을 실시하는 것을 특징으로 하는 냉연 강판의 제조 방법.

본 발명에 의하면, 시효성을 억제하고 낮은 변형 부가에서도 높은 베이킹 경화성을 나타내는 시효성 및 베이킹 경화성이 우수한 냉연 강판을 용이하게, 또한 저렴하게 제공할 수 있어 산업상 각별한 효과를 발휘한다. 본 발명에 의하면, 굽힘이나 얕은 스트레치로 대표되는 비교적 경도의 가공으로 성형되는 강재를 저렴하게 제공할 수 있다. 본 발명 강판은, 예를 들어 사무 데스크용 천판 등의 사무용 부재나, 자동 판매기, 냉장고의 패널, 에어콘 실외기 등의 가전 제품용 부재나, 나아가서는 건재용 부재를 위한 강재로서 사용할 수 있다. 본 발명 강판은, 제품의 경량화, 비용 저감 등에 기여하여 산업상 유효한 효과가 있다.

먼저, 본 발명 냉연 강판의 조성 한정 이유에 대해 설명한다. 이하, 특별히 언급이 없는 한 질량％ 는 단순히 ％ 로 적는다.

C : 0.020 ∼ 0.070 ％

C 는, 고용되어 강의 강도를 증가시키는 원소이지만, 다량의 함유는 성형성 (가공성) 을 저하시킨다는 악영향을 미친다. 특히 고용 C 량이 많아지면, 시효성이 조장되어 성형시에 주름을 발생시키는 등의 악영향을 주기 때문에, 본 발명에서는 고용 C 량을 가능한 한 저감시키는 것이 바람직하다. 본 발명에서는, 권취시나 소둔시에 C 를 세멘타이트 등의 석출물로서 석출시켜 고용 C 를 최대한 저감시킨다. 이 방법에서는, 미리 적당량의 C 를 함유시켜 두는 것이 필요하기 때문에, C 는 0.020 ％ 이상으로 하였다. C 가 0.020 ％ 미만에서는, 탄화물 석출을 위한 과포화도가 작아 C 가 탄화물로서 충분히 석출되지 않는다. 한편, 0.070 ％ 를 초과하여 함유하면 가공성이 현저하게 저하된다. 이 때문에, C 는 0.020 ∼ 0.070 ％ 의 범위로 한정하였다.

Si : 0.05 ％ 이하

Si 는, 고용되어 강의 강도를 증가시키는 원소이지만, 다량으로 함유하면 강이 경질화되어 가공성이 저하된다. 또, Si 를 다량으로 함유하면, 특히 소둔시에 Si 산화물을 생성하여 도금성을 저해시키는 등의 악영향을 미친다. 또, Si 는, 페라이트 안정화 경향이 강한 원소로, 예를 들어 열간 압연시에는 오스테나이트 (γ) 에서 페라이트 (α) 로의 변태 온도가 상승하여 오스테나이트역에서 압연을 완료시키는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 이러한 점에서, Si 는 0.05 ％ 이하로 한정하였다. 또한, Si 의 함유량이 0.001 ％ 이상에서 강의 강도를 증가시키는 효과가 얻어진다.

Mn : 0.1 ∼ 0.5 ％

Mn 은, 고용되어 강의 강도를 증가시키는 작용을 가짐과 함께, MnS 를 형성하여 열간 균열을 유발시켜 표면 성상을 현저하게 열화시키는 등의 악영향을 미치는 유해한 S 를 무해화시키는 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는 0.1 ％ 이상의 함유를 필요로 한다. 한편, 0.5 ％ 를 초과하여 함유하면, 경질화되어 가공성이 저하되거나, 또는 소둔시의 페라이트의 재결정을 억제하는 등의 악영향이 현저해진다. 이 때문에, Mn 은 0.1 ∼ 0.5 ％ 의 범위로 한정하였다. 또한, 바람직하게는 0.3 ％ 이하이다.

P : 0.05 ％ 이하

P 는, 강도 증가에 기여하는 원소이지만, 입계에 편석되어 연성이나 인성을 저하시키는 악영향을 미친다. 이 때문에, 특별히 P 에 의한 강도 증가를 이용할 필요가 없는 경우에는 가능한 한 저감시키는 것이 바람직하지만, 0.05 ％ 정도 이하이면 상기한 악영향은 허용할 수 있다. 이 때문에, P 는 0.05 ％ 이하로 한정하였다. 또한, 바람직하게는 0.03 ％ 이하이다.

S : 0.02 ％ 이하

S 는, 열간 균열을 유발하여 표면 성상을 현저하게 열화시킨다. 그리고 또한, S 는 강 중에서는 대부분이 개재물로서 존재하여 강도에 거의 기여하지 않을 뿐만 아니라, 조대한 MnS 를 형성하여 연성을 저하시킨다. 이러한 점에서, S 는 불순물로서 가능한 한 저감시키는 것이 바람직하지만, 0.02 ％ 이하이면 상기한 악영향은 허용할 수 있다. 이 때문에, S 는 0.02 ％ 이하로 한정하였다.

Al : 0.02 ∼ 0.08 ％

Al 은, 본 발명에 있어서 중요한 원소이다. Al 은, 탈산제로서 작용하는 원소로, 이 효과를 충분히 얻기 위해서는 0.02 ％ 이상의 함유를 필요로 한다. 또한, 보다 바람직하게는 0.02 ％ 초과이다. 또, Al 은 N 과 결합하여 AlN 로서 N 을 고정시키는 작용을 갖는다. 본 발명에서는, 베이킹 경화성의 증가에 기여하는 고용 N 을 원하는 범위 내에서 안정적으로 확보하기 위해서, Al 을 적정 범위로 조정한다.

AlN 의 석출은 온도에 영향을 받는다. 이 때문에, 원하는 고용 N 량을 안정적으로 확보하기 위해서, Al 함유량을 권취 온도와의 관계에서 (1) 식을, 또한 권취 온도와 소둔 온도와의 관계에서 (2) 식을 만족하도록 조정한다. (1) 식, (2) 식을 만족시키기 위해서는, 적어도 0.02 ％ 이상의 Al 함유를 필요로 한다. 한편, Al 의 다량 함유는 열간 압연시에 있어서의 γ → α 변태의 변태점을 상승시키기 때문에, 오스테나이트역에서 압연을 완료시키는 것이 곤란해진다. 이러한 점에서, Al 은 0.02 ∼ 0.08 ％ 로 한정하였다. 또한, 바람직하게는 0.060 ％ 이하이다.

N : 0.005 ∼ 0.02 ％

N 은, 고용되어 강의 강도를 증가시키는 원소로, 본 발명에서는 베이킹 경화성의 향상을 위해서 고용 N 을 활용한다. 원하는 우수한 베이킹 경화성을 확보하기 위해서, 고용 N 으로서 0.0010 ％ 이상 확보할 필요가 있고, N 은 적어도 0.005 ％ 의 함유를 필요로 한다. 한편, 0.02 ％ 를 초과하는 함유는 슬래브 균열의 발생 경향이 강해져 표면 흠집이 발생할 우려가 있다. 이 때문에, N 은 0.005 ∼ 0.02 ％ 의 범위로 한정하였다. 또한, 바람직하게는 0.007 ∼ 0.015 ％ 이다.

고용 N : 0.0010 ％ 이상

고용 N 은, 변형 부여에 의해 도입된 전위에 도장 베이킹 처리시에 고착되어 강판 강도를 증가시킨다. 원하는 ΔYS (변형 부여시의 응력에 대한 도장 베이킹 처리 후의 항복 응력의 증가량) 를 확보하기 위해서는, 본 발명에서는 고용 N 량은 0.0010 ％ 이상으로 한다. 또한, 고용 N 량은 Al 함유량을 상기한 바와 같은 범위 내에서 함유한 상태에서, 추가로 권취 온도, 소둔 온도를 적정화함으로써 조정한다. 또한, 고용 N 량은 0.0020 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.0040 ％ 이상이다.

상기한 성분이 기본 성분이며, 원하는 강도에 따라 기본 조성에 더하여 추가로 필요에 따라, Ti : 0.01 ％ 이하, Nb : 0.01 ％ 이하, B : 0.005 ％ 이하 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상, 및/또는, Mo : 0.01 ％ 이하, Ni : 0.01 ％ 이하, Cr : 0.01 ％ 이하, Cu : 0.01 ％ 이하 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 함유할 수 있다.

Ti : 0.01 ％ 이하, Nb : 0.01 ％ 이하, B : 0.005 ％ 이하 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상

Ti, Nb, B 는 모두 냉연 강판의 페라이트를 미세화하는 작용을 갖는 원소로, 필요에 따라 선택하여 1 종 또는 2 종 이상을 함유할 수 있다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, 각각 Ti : 0.001 ％ 이상, Nb : 0.001 ％ 이상, B : 0.0005 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하지만, 과잉된 함유는 고용 N 량이 저감되어 베이킹 경화성이 저하된다. 이 때문에, 함유하는 경우에는 각각 Ti : 0.01 ％ 이하, Nb : 0.01 ％ 이하, B : 0.005 ％ 이하로 한정한다.

Mo : 0.01 ％ 이하, Ni : 0.01 ％ 이하, Cr : 0.01 ％ 이하, Cu : 0.01 ％ 이하 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상

Mo, Ni, Cr, Cu 는 모두 고용 강화에 의해 강판 강도를 증가시키는 작용을 갖는 원소로, 필요에 따라 선택하여 1 종 또는 2 종 이상을 함유할 수 있다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, 각각 Mo : 0.001 ％ 이상, Ni : 0.001 ％ 이상, Cr : 0.001 ％ 이상, Cu : 0.001 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, 과잉된 함유는 연성의 저하를 초래하기 때문에 각각 Mo : 0.01 ％ 이하, Ni : 0.01 ％ 이하, Cr : 0.01 ％ 이하, Cu : 0.01 ％ 이하로 한정한다.

상기한 성분 이외의 잔부는, Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진다.

다음으로, 본 발명 냉연 강판의 조직 한정 이유에 대해 설명한다.

본 발명 냉연 강판은, 연성을 확보하여 가공성을 양호하게 하는 관점에서, 면적률로 80 ％ 이상의 페라이트상을 함유하는 조직을 갖는다. 페라이트상 이외의 제 2 상으로는, 펄라이트, 마르텐사이트, 베이나이트, 잔류 오스테나이트 등을 예시할 수 있다. 페라이트상이 면적률로 80 ％ 미만에서는, 제 2 상의 조직분율이 증가하여 가공성이 저하된다. 또한, 성형성의 관점에서 페라이트상은 면적률로 85 ∼ 95 ％ 로 하는 것이 바람직하다.

페라이트상의 평균 결정 입경은 7 ㎛ 이하로 한다. 평균 결정 입경이 7 ㎛ 를 초과하여 커지면, 조질 압연에서 도입되는 변형의 분포가 불균일해져 도입되는 변형을 효과적으로 강판 전체에 부여할 수 없게 된다. 또한, 바람직하게는 4 ∼ 7 ㎛ 이다. 또한, 페라이트의 평균 결정 입경은, 광학 현미경 (배율 : 200 ∼ 1000 배) 으로 20 시야 이상 관찰하여, JIS 법에 준거한 절단법이나 화상 해석에 의해 산출되는 값을 사용하는 것으로 한다.

또, 페라이트상 입자 내에는, 탄화물을 주체로 하는 석출물을 석출, 분산시킨다. 이로써 고용 C 를 가능한 한 저감시킬 수 있어 시효에 의한 항복 신장의 출현을 억제할 수 있다. 석출물의 크기는, 평균 원상당 직경으로 0.05 ∼ 5 ㎛ 로 한다. 베이킹 경화량 (ΔYS) 은 석출물의 입경에 크게 영향받기 때문에, 이 정도 크기의 석출물을 적정량 존재시킴으로써, ΔYS : 50 ㎫ 이상의 베이킹 경화량을 안정적으로 확보할 수 있다. 석출물의 크기가 평균으로 0.05 ㎛ 미만에서는, 베이킹 경화량이 작아 ΔYS : 50 ㎫ 이상을 안정적으로 확보할 수 없다. 한편, 평균으로 5 ㎛ 를 초과하여 큰 경우에는, 변형을 부여해도 베이킹 경화량이 작아 원하는 특성을 얻을 수 없다.

또한, 상기한 크기의 석출물은, 1 ∼ 100 개/0.01 ㎟ 의 석출 밀도로 존재시키는 것이 바람직하다. 석출 밀도가 1 개/0.01 ㎟ 미만에서는, 베이킹 경화량이 작아 ΔYS : 50 ㎫ 이상을 안정적으로 확보할 수 없다. 한편, 100 개/0.01 ㎟ 를 초과하면 가공성이 저하된다.

본 발명 냉연 강판의 제조 방법에서는, 강 소재에 열연 공정과, 냉연 공정과, 소둔 공정과, 또한 조질 압연 공정을 순차적으로 실시하여 냉연 강판으로 한다.

다음으로, 본 발명 냉연 강판의 바람직한 제조 방법에 대해 설명한다.

강 소재의 제조 방법에서는, 질량％ 로, C : 0.020 ∼ 0.070 ％, Si : 0.05 ％ 이하, Mn : 0.1 ∼ 0.5 ％, P : 0.05 ％ 이하, S : 0.02 ％ 이하, Al : 0.02 ∼ 0.08 ％, N : 0.005 ∼ 0.02 ％ 를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성의 강 소재가 얻어지면 되며, 특별히 한정할 필요가 없지만, 상기한 조성의 용강을 전로법 (轉爐法), 전로법 (電爐法) 등의 통상 사용하는 용 (溶) 제조 방법으로 용제하여, 연속 주조법 등의 통상 사용하는 주조 방법으로 슬래브 등의 강 소재로 하는 것이 바람직하다. 강 소재의 주조 방법은, 성분의 매크로한 편석을 방지하기 위해서 위속 주조법으로 하는 것이 바람직하지만, 조괴법, 박 슬래브 주조법으로 해도 전혀 문제는 없다.

얻어진 강 소재는 이어서, 열연 공정이 실시되지만, 열간 압연을 위한 가열은 일단 실온까지 냉각시키고, 그 후 재가열시키는 방법에 더하여, 실온까지 냉각시키지 않고, 온편인 채로 가열로에 장입하거나, 혹은 약간의 보열을 실시한 후에 즉시 압연하는 직송 압연 등의 에너지 절약 프로세스도 문제없이 적용할 수 있다.

열연 공정은, 강 소재에 소정 온도에서 가열시켜 조압연과 마무리 압연으로 이루어지는 열간 압연을 실시하여 열연판으로 하고, 이어서 권취하는 공정으로 한다.

가열 온도는 1150 ℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

열간 압연에 있어서의 가열에서는, 가열 중에 AlN, Fe₃C 등의 탄질화물을 일단 고용시키고 권취 후에 탄화물만을 석출시킬 필요가 있다. 이 때문에, 열간 압연의 가열 온도는 1150 ℃ 이상으로 한정하는 것이 바람직하다. 가열 온도가 1150 ℃ 미만에서는, 탄질화물의 고용이 불충분하여 권취 후에 적정한 크기의 석출물로 할 수 없다. 가열 온도의 상한은 특별히 한정할 필요는 없지만, 결정립 조대화, 산화에 의한 스케일 로스 등의 관점에서 1300 ℃ 이하로 하는 것이 바람직하다.

가열된 강 소재는, 조압연되어 소정 치수 형상의 시트바로 되지만, 조압연의 조건에 대해서는 소정 치수 형상을 확보할 수 있으면 되며, 특별히 한정할 필요는 없다. 이어서, 시트바에 마무리 압연을 실시하여 열연판으로 한다.

마무리 압연의 마무리 압연 종료 온도는 850 ℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는, 마무리 압연은 오스테나이트 (γ) 역에서 실시하는 것이 바람직하다. 마무리 압연에 있어서, 강판의 온도가 γ 역에서 페라이트 (α) 역이 되면, 압연 하중이 급격하게 저하되어 압연기의 하중 제어가 곤란해져 파단 등과 같은 통판 중의 트러블이 발생할 위험성이 있다. 한편, 이와 같은 위험은, 강판 온도를 입측으로부터 α 역의 온도로 하여 통판시키면 회피할 수 있지만, 압연 온도가 저하되어 열연판의 조직이 미재결정 페라이트가 된다. 그 후의 공정인 냉간 압연시에 압연 하중이 증대되게 된다는 문제가 발생한다. 이러한 점에서, 마무리 압연은 γ 역에서 종료시키는 것으로 하고, 본 발명의 강 조성 범위이면 850 ℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, 마무리 압연 종료 온도의 상한은 특별히 한정할 필요는 없지만, 지나치게 높아지면 결정립이 조대화되어 냉연판의 가공성이 저하된다는 문제가 있기 때문에, 대체로 950 ℃ 정도 이하로 하는 것이 바람직하다.

얻어진 열연판은, 이어서 코일 형상으로 권취된다. 권취까지의 냉각 속도는 특별히 규정할 필요는 없으며, 공냉 이상의 냉각 속도가 있으면 충분하다. 또한, 필요에 따라 강제 냉각, 예를 들어 100 ℃/s 이상의 급냉을 실시해도 된다.

본 발명에서는 권취 온도 CT 는, Al, N 함유량과의 관계에서 다음 (1) 식

[(Al/28)/(N/14)] / CT ≤ 5.5 × 10^-3 (1) 식

(여기서, Al, N : 각 원소의 함유량 (질량％), CT : 권취 온도 (℃))

을 만족하도록 조정한다.

본 발명에서는, AlN 의 석출을 억제하고 열연판에 있어서 원하는 고용 N 량을 확보하기 위해서, 권취 온도 CT 를 Al 량, N 량에 관계되는 (1) 식을 만족하도록 조정한다. 권취 온도 CT 가 상기 (1) 식을 만족하지 않는 경우에는, 열연판에 있어서 원하는 고용 N 량을 확보할 수 없게 되어, 냉연 강판에서 원하는 우수한 베이킹 경화성을 확보할 수 없게 된다. 또한, 상기한 조건으로 열연판을 권취함으로써 고용 C 는 탄화물로서 석출됨과 함께, 페라이트상의 결정 입경이 미세화된다.

열연판은 이어서, 냉연 공정이 실시된다. 냉연 공정에서는, 열연판에 산세 처리를 실시한 후, 냉연 압하율 : 60 ∼ 90 ％ 로 하는 냉간 압연을 실시하여 냉연판으로 한다.

열연판을 산세한 후의 냉연 압하율은, 열연판과 제품판의 판두께에 따라 결정하는 것이 바람직하다. 통상, 냉연 압하율 : 60 ％ 이상이면 가공성, 판두께 정밀도에 있어서 특별히 문제 없다. 한편, 냉연 압하율이 90 ％ 를 초과하면 냉간 압연기에 대한 부하가 지나치게 커져 조업이 곤란해진다. 이 때문에, 냉연 압하율은 60 ∼ 90 ％ 의 범위로 한정하는 것이 바람직하다.

냉연판은 이어서, 소둔 공정이 실시된다.

소둔 공정은, 냉연판에 소둔 처리를 실시하여 냉연 소둔판으로 하는 공정이다. 소둔 처리에 있어서는, 소둔 온도 An 을 다음 (2) 식

1.0 ≤ {[(Al/28)/(N/14)]/CT} / {[(Al/28)/(N/14)]/An} ≤ 1.5 (2) 식

을 만족하는 온도로 한다. 본 발명의 소둔 처리에 있어서는, 원하는 고용 N 량을 확보하고 원하는 베이킹 경화성을 얻기 위해서, 먼저, 소둔 온도 An 을 (2) 식을 만족하는 온도로 조정한다. 고용 N 량은 Al 량, N 량, 및 권취 온도, 소둔 온도에 의존하기 때문에, 원하는 고용 N 량을 확보하려면 소둔 온도를 Al 량, N 량, 및 권취 온도, 소둔 온도의 관계식인 (2) 식을 만족시키도록 조정하는 것이 중요해진다. 소둔 온도가 (2) 식을 만족하지 않는 경우에는, 원하는 고용 N 량을 확보하는 것이 어려워진다.

상기한 소둔 온도 An 까지의 가열은, 가열 속도를 2 단계로 변화시킨 가열로 한다. 소둔 온도까지의 가열 속도를 2 단계로 변화시킴으로써, 입자 내의 석출물 (탄화물) 의 크기, 석출량을 원하는 분포 상태로 할 수 있다.

제 1 단계의 가열은, 300 ℃ ∼ (소둔 온도 － 20 ℃) 까지의 온도역에서의 가열로, 가열 속도를 1 ∼ 30 ℃/s 로 한다. 이 온도역에서의 가열 속도가 1 ℃/s 미만에서는, 열연판에서 생성된 탄화물이 용해되어 고용 C 량이 증가된다. 한편, 30 ℃/s 를 초과하여 커지면, 페라이트상 입자 내에 대한 탄화물 등의 석출이 불충분해지고, 고용 C 량이 많아져 변형 부여-도장 베이킹 처리 후에 항복 신장을 저감시킬 수 없다. 이러한 점에서, 이 온도역에서의 가열 속도는 1 ∼ 30 ℃/s 의 범위 내로 한정한다.

또 제 2 단계의 가열은, (소둔 온도 － 20 ℃) ∼ (소둔 온도) 까지의 온도역에서의 가열로, 가열 속도를 0.5 ∼ 5 ℃/s 로 한다. 이 온도역에서의 가열 속도가 0.5 ℃/s 미만에서는, 탄화물이 용해되고 고용 C 량이 증가되어 변형 부여-도장 베이킹 처리 후에 항복 신장을 저감시킬 수 없다. 한편, 5 ℃/s 를 초과하면, 페라이트상 입자 내에 대한 탄화물 등의 석출이 불충분해지고 고용 C 량이 많아져, 변형 부여-도장 베이킹 처리 후에 항복 신장을 저감시킬 수 없다. 이러한 점에서, 이 온도역에서의 가열 속도는 0.5 ∼ 5 ℃/s 의 범위 내로 한정한다.

상기한 2 단계의 가열에 의해 소둔 온도 An 까지 가열한 후, 소둔 온도 An 에서 150 s 이하의 균열을 실시하는 것이 바람직하다. 균열 시간이 150 s 를 초과하여 장시간이 되면, 입자가 성장하여 조대립이 되기 때문에 가공시에 표면 거침의 원인이 되어 표면 성상이 저하된다. 이 때문에, 소둔 온도 An 에서의 균열 시간은 150 s 이하의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에서는, 소둔 온도 An 에서의 균열 시간은 0 s, 즉, 상기 소둔 온도 An 에 도달 후 즉시 냉각을 개시하는 경우도 포함하는 것으로 한다. 또한, 15 s 미만에서는, 재결정이 완료되지 않거나, 완료되어도 입자 성장이 억제되어 연성 (신장) 이 저하되는 경우가 있어 보다 바람직하게는 15 s 이상이다. 균열 후의 냉각은, 5 ℃/s 이상의 냉각 속도로 500 ℃ 이하까지 냉각시킨다.

균열 후의 냉각 속도가 5 ℃/s 미만에서는, 페라이트상 입자 내의 석출물의 조대화가 현저해지고 원하는 석출물의 크기를 확보하기 어려워져, 원하는 베이킹 경화량을 확보할 수 없게 된다. 냉각의 정지 온도가 500 ℃ 초과에서는, 그 후의 냉각에 의해 탄화물의 조대화가 진행된다. 이 때문에, 균열 후에는 5 ℃/s 이상의 냉각 속도로 500 ℃ 이하까지 냉각시키는 것이 바람직하다고 하였다. 또한, 500 ℃ 보다 낮은 영역에서의 냉각 속도는 특별히 한정할 필요는 없다. 또, 냉각 도중에 유지를 실시하는 등의 열이력을 측정해도 된다.

또, 필요에 따라 소둔 공정 후에, 내부식성을 향상시키기 위해서 용융 아연 도금이나 전기 아연 도금 등의, 아연 도금층을 강판 표면에 형성하는 아연 도금 처리 공정을 조질 압연 공정 전에 실시해도 된다. 예를 들어, 소둔 공정 후에, 계속해서 480 ℃ 근방에서 용융 아연 도금 처리를 실시하는 용융 아연 도금 처리 공정을 실시해도 된다. 용융 아연 도금 처리 공정에서는, 바람직하게는 상기한 소둔 처리로 냉연판을 5 ℃/s 이상의 냉각 속도로 500 ℃ 이하의 소정 온도, 바람직하게는 450 ℃ 정도의 온도까지 냉각시키는 소둔 공정 후, 계속해서 480 ℃ 근방의 온도로 유지된 용융 아연 도금욕에 침지하고, 강판 표면에 용융 아연 도금층을 형성하는 용융 아연 도금 처리, 혹은 다시 형성된 용융 아연 도금층을 바람직하게는 450 ℃ 이상 550 ℃ 이하로 가열시켜 철·아연 합금층으로 하는 도금층을 합금화하는 합금화 처리를 실시하는 것이 바람직하다.

소둔 공정 후, 혹은 소둔 공정, 용융 아연 도금 공정 혹은 아연 도금 공정 후에는 조질 압연 공정을 실시한다. 조질 압연 공정은, 냉연 소둔판에 신장률 : 0.5 ∼ 5 ％ 의 조질 압연을 실시하는 공정으로 한다.

냉연 소둔판에 조질 압연을 실시하여 형상을 교정함과 함께, 강판 (표면) 에 적정한 변형을 부여하여 냉연 강판에 있어서의 시효에 의한 주름의 발생을 억제할 수 있다. 부재에 대한 가공시에 강판에 부가되는 가공량이 적은 경가공인 경우에는 특히, 가공-도장 베이킹 처리 후에 원하는 베이킹 경화량을 확보하기 위해서 조질 압연에 있어서의 변형 부가량이 중요해진다. 본 발명에서는, 조질 압연에 있어서의 신장률은 0.5 ∼ 5 ％ 의 범위로 한정한다.

조질 압연에서의 신장률이 0.5 ％ 미만에서는, 부재에 대한 가공량이 적은 경가공인 경우에는 특히, 원하는 베이킹 경화량을 확보하는 것이 곤란해진다. 한편, 신장률이 5 ％ 를 초과하여 커지면, 가공 경화에 의해 강판 강도가 높아지고 성형성이 저하되기 때문에 가공 후에 형상 불량이 되는 경우가 많이 발생한다. 또한, 신장률은 바람직하게는 3 ％ 이하이다.

실시예

이하에, 실시예에 기초하여 더욱 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.

[실시예 1]

표 1 에 나타내는 조성의 강 소재 (슬래브) 를 출발 소재로 하고, 표 2 에 나타내는 조건으로 열연 공정, 냉연 공정, 소둔 공정, 또한 조질 압연 공정을 실시하여, 표 2 에 나타내는 판두께의 냉연 강판으로 하였다.

얻어진 냉연 강판에 대하여, 고용 N 량, 조직, 인장 특성, 베이킹 경화성, 시효성을 조사하였다. 시험 방법은 다음과 같이 하였다.

(1) 고용 N 량 측정

얻어진 냉연 강판으로부터 전해 추출용 시험편을 채취하고, 아세틸아세톤계 전해액 중에서 정전위 전해법에 의해 추출한 전해 추출물 중의 N 량을 분석하여 석출 N 량으로 하였다. 얻어진 석출 N 량을 강 중의 전체 N 량으로부터 차감하여 고용 N 량으로 하였다.

(2) 조직 관찰 시험

얻어진 냉연 강판으로부터 조직 관찰용 시험편을 채취하고, 압연 방향 단면을 연마하고 부식 (나이탈액) 시켜 판두께의 1/4 로부터 3/4 의 위치에 대하여, 광학 현미경 (배율 : 200 ∼ 1000 배) 또는 주사형 전자 현미경 (배율 : 500 ∼ 2000 배) 으로 시야수 : 20 시야 이상을 관찰하고 촬상하여 조직을 동정 (同定) 함과 함께, 화상 해석 장치를 사용하여 페라이트상의 평균 결정 입경, 및 각 상의 조직분율을 구하였다. 또, 주사형 전자 현미경 (배율 : 2000 ∼ 5000 배) 또는 투과형 전자 현미경 (배율 : 2000 ∼ 5000 배) 을 사용하여 페라이트립 내에 석출된 석출물의 크기, 및 단위 면적당 석출물 개수 (석출 밀도) 를 측정하였다. 여기서, 페라이트상의 평균 결정 입경은 JIS G 0552-1998 의 규정에 준거한 절단법으로 산출하였다. 또, 석출물의 크기는 각각의 석출물의 면적을 구하고, 상기 면적으로부터 각각의 석출물의 원상당 직경을 산출하여 얻어진 값의 산술 평균을 구하여, 평균 원상당 직경으로서 표시하였다.

(3) 인장 시험

얻어진 냉연 강판으로부터, 압연 방향이 인장 방향이 되도록 JIS 5 호 인장 시험편을 채취하고, 인장 속도 : 10 ㎜/min 으로 인장 시험을 실시하여 인장 특성 (항복 강도 YS, 인장 강도 TS, 신장 El) 을 구하였다.

(4) 베이킹 경화성 시험

얻어진 냉연 강판으로부터, 압연 방향이 인장 방향이 되도록 JIS 5 호 인장 시험편을 채취하고, 인장 시험에서 표 3 에 나타내는 예변형을 부가하여 예변형 가공시의 항복 강도 YS_PS 를 구하였다 (예변형 가공). 그리고, 예변형 가공 후, 표 3 에 나타내는 조건의 도장 베이킹 처리 상당의 열처리 (도장 베이킹 상당 열처리) 를 실시하였다. 예변형 가공-열처리 후, 인장 시험을 실시하여 항복 강도 YS_HT, 항복 신장 (El_Y)_HT 를 구하였다. 베이킹 경화성으로서 열처리 전후의 항복 강도 상승량 ΔYS (= 항복 강도 YS_HT － 예변형 가공시의 응력 YS_PS) 를 산출하였다.

(5) 시효성

얻어진 냉연 강판을 25 ℃ 에서 3 개월간 보관한 후, 압연 방향이 인장 방향이 되도록 JIS 5 호 인장 시험편을 채취하고, 인장 시험을 실시하여 항복 신장 YEl 을 구하여 시효성을 평가하였다. YEl 이 2 ％ 이하인 경우에 시효성이 우수하다고 평가하였다.

얻어진 결과를 표 3 에 나타낸다.

본 발명예는 모두, 평균 입경이 7 ㎛ 이하인 페라이트상이 면적률로 80 ％ 이상이고, 페라이트 입자 내에 원상당 직경 (평균) 이 0.005 ∼ 5 ㎛ 인 석출물이 분산된 조직이 확인되었다.

또한, 펄라이트, 베이나이트 등이 페라이트 이외의 제 2 상으로서 확인되었다. 본 발명예는 모두, 인장 강도 TS : 340 ㎫ 이상의 강도를 갖고, 가공성이 우수하고, 시효성이 우수하며, 또한 2.0 ％ 미만의 변형을 부가하는 예변형 가공-도장 베이킹 처리 상당 열처리에 의한 항복 강도의 증가량이 50 ㎫ 이상이 되어, 경가공이 실시되어도 큰 베이킹 경화량이 얻어지는 베이킹 경화성이 우수한 냉연 강판이 되었다. 한편, 본 발명 범위를 벗어나는 비교예는, 신장이 낮아 가공성이 저하되어 있거나, YEl 이 커 시효되거나, 혹은 베이킹 경화량이 적거나 하여 원하는 특성을 갖는 냉연 강판이 얻어지지 않았다.

[실시예 2]

표 1 에 나타내는 조성의 강 소재 (슬래브) 의 일부를, 표 4 에 나타내는 조건으로 열연 공정, 냉연 공정, 소둔 공정, 또한 용융 아연 도금 처리 공정, 조질 압연 공정을 실시하여 표 4 에 나타내는 판두께의 도금층을 갖는 냉연 강판 (도금 강판) 으로 하였다. 또한, 용융 아연 도금 처리 공정에서는, 소둔 공정의 냉각 도중에 440 ℃ 까지 냉각시킨 후, 계속해서 용융 아연 도금욕 (욕온 : 480 ∼ 520 ℃) 에 침지하는 용융 아연 도금 처리를 실시하여, 표 4 에 나타내는 부착량의 용융 아연 도금층을 형성하였다. 일부 용융 아연 도금 처리 공정에서는, 용융 아연 도금 처리에 더하여, 다시 480 ∼ 530 ℃ 로 가열시키고 도금층을 합금화하여 합금화 용융 아연 도금층으로 하는 합금화 처리를 실시하였다.

얻어진 냉연 강판 (도금 강판) 에 대하여, 고용 N 량, 조직, 인장 특성, 베이킹 경화성, 시효성을 조사하였다. 시험 방법은 (실시예 1) 과 동일하게 하였다. 또한, 얻어진 냉연 강판 (도금 강판) 에 대하여, 표면을 육안으로 관찰하여 미도금의 유무를 조사하였다.

얻어진 결과를 표 5 에 나타낸다.

본 발명예는 모두, 미도금도 없고, 표면 성상이 우수하고, 또한 도금 처리 후에 있어서도 인장 강도 TS : 340 ㎫ 이상의 강도를 갖고, 가공성이 우수하고, 시효성이 우수하며, 또한 경가공이 실시되어도 큰 베이킹 경화량이 얻어지는 베이킹 경화성이 우수한 냉연 강판 (도금 강판) 이 되었다. 한편, 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예는, 원하는 특성을 갖는 냉연 강판 (도금 강판) 은 되지 않았다.

Claims

질량％ 로,
C : 0.020 ∼ 0.070 ％, Si : 0 ％ 초과 0.05 ％ 이하,
Mn : 0.1 ∼ 0.38 ％, P : 0.05 ％ 이하,
S : 0.02 ％ 이하, Al : 0.02 ∼ 0.08 ％,
N : 0.005 ∼ 0.02 ％
를 함유하고, 고용 N 이 0.0010 ％ 이상이고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성과, 평균 결정 입경이 7 ㎛ 이하인 페라이트상을 면적률로 80 ％ 이상 함유하고, 상기 페라이트상의 결정립 내에 평균 원상당 직경으로 0.05 ∼ 5 ㎛ 크기의 석출물이 석출, 분산된 조직을 갖는 것을 특징으로 하는 냉연 강판.
제 1 항에 있어서,
상기 석출물의 석출 밀도가 1 ∼ 100 개/0.01 ㎟ 인 것을 특징으로 하는 냉연 강판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 조성에 더하여 추가로, 질량％ 로, Ti : 0.01 ％ 이하, Nb : 0.01 ％ 이하, B : 0.005 ％ 이하 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 냉연 강판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 조성에 더하여 추가로, 질량％ 로, Mo : 0.01 ％ 이하, Ni : 0.01 ％ 이하, Cr : 0.01 ％ 이하, Cu : 0.01 ％ 이하 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 냉연 강판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
표면에 아연 도금층을 갖는 것을 특징으로 하는 냉연 강판.
강 소재에 열연 공정과, 냉연 공정과, 소둔 공정과, 조질 압연 공정을 순차적으로 실시하여 냉연 강판으로 함에 있어서, 상기 강 소재를 질량％ 로,
C : 0.020 ∼ 0.070 ％, Si : 0 ％ 초과 0.05 ％ 이하,
Mn : 0.1 ∼ 0.38 ％, P : 0.05 ％ 이하,
S : 0.02 ％ 이하, Al : 0.02 ∼ 0.08 ％,
N : 0.005 ∼ 0.02 ％
를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성의 강 소재로 하고,
상기 열연 공정이, 상기 강 소재에 가열 온도 : 1150 ℃ 이상으로 하는 가열을 실시한 후, 조압연하여 시트바로 하고, 이어서 상기 시트바에 마무리 압연 종료 온도 : 850 ℃ 이상으로 하는 마무리 압연을 실시하여 열연판으로 하고, 이어서 상기 열연판을 하기 (1) 식을 만족하는 권취 온도 CT 에서 권취하는 공정이고, 상기 냉연 공정이, 상기 열연판에 산세 처리를 실시한 후, 냉연 압하율 : 60 ∼ 90 ％ 로 하는 냉간 압연을 실시하여 냉연판으로 하는 공정이며, 상기 소둔 공정이, 상기 냉연판에 소둔 처리를 실시하여 냉연 소둔판으로 하는 공정으로, 상기 소둔 처리가 소둔 온도 An 을 하기 (2) 식을 만족하는 온도로 하여, 300 ℃ ∼ (소둔 온도 － 20 ℃) 까지의 온도역에서의 가열 속도를 1 ∼ 30 ℃/s, (소둔 온도 － 20 ℃) ∼ (소둔 온도) 까지의 온도역에서의 가열 속도를 0.5 ∼ 5 ℃/s 로 하여 상기 소둔 온도까지 가열시키고, 그 후, 5 ℃/s 이상의 냉각 속도로 500 ℃ 이하까지 냉각시키는 소둔 처리이며, 상기 조질 압연 공정이, 상기 냉연 소둔판에 신장률 : 0.5 ∼ 5 ％ 의 조질 압연을 실시하는 공정인 것을 특징으로 하는 냉연 강판의 제조 방법.
기
[(Al/28)/(N/14)] / CT ≤ 5.5 × 10^-3 (1) 식
1.0 ≤ {[(Al/28)/(N/14)]/CT} / {[(Al/28)/(N/14)]/An} ≤ 1.5 (2) 식
여기서, Al, N : 각 원소의 함유량 (질량％),
CT : 권취 온도 (℃),
An : 소둔 온도 (℃).
제 6 항에 있어서,
상기 소둔 온도에서 150 s 이하의 균열을 실시하고, 그 후 냉각시키는 것을 특징으로 하는 냉연 강판의 제조 방법.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 조성에 더하여 추가로, 질량％ 로, Ti : 0.01 ％ 이하, Nb : 0.01 ％ 이하, B : 0.005 ％ 이하 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 냉연 강판의 제조 방법.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 조성에 더하여 추가로, 질량％ 로, Mo : 0.01 ％ 이하, Ni : 0.01 ％ 이하, Cr : 0.01 ％ 이하, Cu : 0.01 ％ 이하 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 냉연 강판의 제조 방법.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 소둔 공정 후에, 상기 조질 압연 공정 전에 강판 표면에 아연 도금층을 형성하는 아연 도금 처리 공정을 실시하는 것을 특징으로 하는 냉연 강판의 제조 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 소둔 공정에서 상기 냉연판을 상기 5 ℃/s 이상의 냉각 속도로 500 ℃ 이하의 소정 온도까지 냉각시킨 후, 상기 아연 도금 처리 공정으로서, 계속해서 용융 아연 도금욕에 침지시켜, 강판 표면에 용융 아연 도금층을 형성하는 용융 아연 도금 처리, 혹은 다시 상기 용융 아연 도금층을 합금화하는 합금화 처리를 실시하는 용융 아연 도금 처리 공정을 실시하는 것을 특징으로 하는 냉연 강판의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 조성 중 Mn 은, 질량％ 로, 0.1 ~ 0.3 ％ 인 것을 특징으로 하는 냉연 강판.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 조성 중 Mn 은, 질량％ 로, 0.1 ~ 0.3 ％ 인 것을 특징으로 하는 냉연 강판의 제조 방법.