KR101482282B1 - 복층 강 및 복층 강의 제조 방법 - Google Patents

복층 강 및 복층 강의 제조 방법 Download PDF

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고쿠리츠다이가쿠호우진 도쿄다이가쿠
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Abstract

강도, 연성 등의 상반되는 특성을 양립시킬 수 있고, 강도, 연성, 접합성, 취화 특성, 내피로 특성이 우수한 강/강 적층형 복층 강 및 복층 강의 제조 방법을 제공한다. 조직 또는 기계적 특성이 상이한 적어도 2 종 이상의 강을 조합하여 압연하고, 강/강 적층형 복층 강을 형성한다.
복층 강.

Description

복층 강 및 복층 강의 제조 방법{MULTILAYER STEEL AND METHOD FOR PRODUCING MULTILAYER STEEL}
본 발명은, 강의 고강도와 고연성의 상반되는 특성을 양립시킬 수 있는 강/강 적층형 복층 강 및 복층 강의 제조 방법에 관한 것이다.
자동차 등의 이동체에는, 성능이나 환경 대응의 관점에서 경량화가 요구된다. 그 때문에, 그 구조 재료에 있어서, 지금까지 크게 2 개의 어프로치가 이루어져 왔다. 1 개는, 철강 재료를 고강도화함으로써 박육화하는 것이며, 다른 1 개는 철강 재료 대신에 비중이 작은 합금을 사용하는 것이다.
철강 재료를 고강도·박육화하면, 재료의 고강도·박육화에 따라 연성 및 내피로 특성의 저하, 수소 취화 (脆化) 등의 문제가 발생한다.
또, 철강 재료 대신에 비중이 작은 Al 이나 Mg 등의 합금을 사용하면, 강도나 강성이 낮기 때문에, 철강 재료와 동등한 강도나 강성을 얻기 위해서는, 판두께를 늘리거나 단면 형상을 복잡하게 해야 한다. 따라서, 비중차 정도의 경량화 효과를 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 성형성의 저하, 이재 (異材) 접합에 있어서의 취화, 부식 등의 문제가 발생한다.
따라서, 구조의 경량화를 실시하기 위해, 강을 고강도화함과 동시에, 그것에 부수되어 일어나는 연성, 인성, 강성, 가공성, 안전성, 취화 특성, 내피로 특성, 내부식성, 내환경성 등의 저하를 해결한 철강 재료가 강하게 요구되고 있다.
그러나, 특히 강도와 연성은 상반되는 특성이기 때문에, 지금까지의 철강 재료에서는 양립시키는 것이 곤란하다.
도 1 은, 종래에 있어서의 강의 강도-연성의 상관을 나타내는 그래프이다. 그래프는, 강도로서 인장 강도, 연성으로서 신도 (elongation) 에 의해 표시되어 있다. 그래프 중의 MART (Martensite) 는 저연성이며 초고강도의 마르텐사이트강이다. 그래프로부터, 어느 강에 있어서도, 고강도화되면 연성이 저하되는 것을 알 수 있다.
종래, 재료의 특성을 개선하는 수단의 하나로서, 필요로 하는 특성을 갖는 복수의 상이한 재료를 이용하여 복층화하는 것도 검토되고 있다.
강 또는 다른 재료를 복층화한 재료로는, 클래드판, 라미네이트판, 콤퍼지트 재료 등이 있다.
클래드판은, 내식성 등의 기능 부여를 목적으로 하여 표면에 내식성이 우수한 강 등을 부착한 강판 또는 금속판이다. 클래드판을 형성하는 방법으로서, 상이한 강끼리를 냉간 압연하고, 소둔하는 방법 (예를 들어, 특허 문헌 1) 등이 제안되어 있다.
라미네이트판은, 제진 (制振) 기능·단열 기능 등의 기능 부여를 목적으로 하여 수지 등을 사이에 끼운 강판 또는 금속판이다. 라미네이트판을 형성하는 방법으로서, 2 장의 금속판 사이에 접합된 수지를 용융시켜 가압 성형하는 방법 (예를 들어, 특허 문헌 2) 등이 제안되어 있다.
콤퍼지트 재료는, 재료 자체의 고강도화를 목적으로 하여 폴리머, 금속박 등의 라미네이트박 또는 탄소계 재료 등을 콤퍼지트한 판상 재료이다. 상이한 재료의 콤퍼지트 재료를 형성하는 방법으로서, 프리프레그 시트로 이루어지는 콤퍼지트 파트를 압축 성형하는 방법 (예를 들어, 특허 문헌 3) 등이 제안되어 있다. 복층화함으로써 재료 자체의 인성, 피로 특성이 향상된다는 보고가 있다.
특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 평5-5190호
특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 2001-277271호
특허 문헌 3 : 일본 공개특허공보 2005-306039호
발명이 해결하고자 하는 과제
종래 기술에 있어서, 클래드판은, 상이한 강 또는 금속판끼리를 압연하고, 소둔 등을 실시함으로써 얻어지는 강판 또는 금속판이며, 주로 표면 기능 등의 기능 부여가 목적이고, 접합을 전제로 한 구조 재료 자체의 고성능화를 목적으로 하고 있지 않다. 또, 라미네이트판은, 2 장의 금속판 사이에 접합된 수지를 용융시켜 가압 성형 등을 실시함으로써 얻어지는 강판 또는 금속판이기 때문에, 제진 기능·단열 기능 등의 기능 부여가 목적이며, 접합을 전제로 한 구조 재료 자체의 고성능화를 목적으로 하고 있지 않다.
콤퍼지트 재료는, 재료를 압축 성형 등을 실시함으로써 얻어지는 판상 재료이며, 복층화한 판상 재료 자체의 고강도화를 목적으로 하고 있다. 또 복층화함으로써 세라믹스 등의 취성 재료의 인성의 향상이나 피로 특성이 향상된다는 보고가 있다. 본 발명에서는 이들 지견을 참조하는데, 본 발명에서 주목하고 있는 강도-연성의 밸런스, 및 인성, 가공성, 접합성, 피로 특성 등의 특성에 관한 검토는 없다.
결국, 종래의 어느 복층화 재료에 있어서도 강도, 연성 등의 상반되는 특성을 개선한 구조 재료를 달성할 수 없었다.
그래서, 본 발명은 상기 문제점에 주목하여, 강도, 연성 등의 상반되는 특성을 양립시킬 수 있고, 강도, 연성, 접합성, 내취화 특성, 내피로 특성이 우수한 강/강 적층형 복층 강 및 복층 강의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명의 청구항 1 에 기재된 복층 강은, 조직 또는 기계적 특성이 상이한 적어도 2 종 이상의 강을 조합하고, 압연에 의해 형성한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 청구항 2 에 기재된 복층 강은, 조직 또는 기계적 특성이 상이한 적어도 2 종 이상의 강을 층상으로 겹친 적층 강을 압연하고, 소정의 열처리를 실시함으로써, 마르텐사이트를 주된 상 (相) 으로 하는 제 1 층과, 오스테나이트 및 페라이트 중 적어도 1 종을 주된 상으로 하는 제 2 층을 형성한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 청구항 3 에 기재된 복층 강은, 질량% 로, C : 0.05% 내지 0.4%, Si : 0.05% 내지 3.0%, Mn : 0.05% 내지 3.0% 및 불가피한 불순물을 함유하는 강 A,
강 A 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Cr : 0.01% 내지 16.0%, Ni : 0.01% 내지 12.0%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0% 중 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강 B
중 1 종 또는 2 종으로 이루어지는 제 1 층 및
질량% 로, C : 0.01% 내지 0.15%, Si : 0.01% 내지 1.0%, Mn : 0.01% 내지 2.0%, Cr : 12.0% 내지 24.0%, Ni : 4.0% 내지 14.0%, N : 0.001 내지 0.3% 및 불가피한 불순물을 함유하는 강 C,
강 C 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0% 의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강 D,
질량% 로, C : 0.001% 내지 0.15%, Si : 0.05% 내지 3.0%, Mn : 15.0% 내지 32.0%, 및 불가피한 불순물을 함유하는 강 E,
강 E 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Cr : 0.01% 내지 12.0%, Ni : 0.01% 내지 40.0%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0%, N : 0.001% 내지 0.3% 의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강 F,
질량% 로, C : 0.0001% 내지 0.05%, Si : 0.01% 내지 1.0%, Mn : 0.01% 내지 2.0%, 및 불가피한 불순물을 함유하는 강 G,
강 G 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Cr : 0.01% 내지 12.0%, Ni : 0.01% 내지 40.0%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0% 의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강 H
중 1 종 이상으로 이루어지는 제 2 층을 조합하고, 압연에 의해 형성한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 청구항 4 에 기재된 복층 강은, 청구항 1∼3 중 어느 한 항에 있어서, 복층 강을 구성하는 각 층이 125 ㎛ 이하의 두께로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 청구항 5 에 기재된 복층 강은, 청구항 1∼3 중 어느 한 항에 있어서, 복층 강을 구성하는 층수가 5 층 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 청구항 6 에 기재된 복층 강의 제조 방법은, 조직 또는 기계적 특성이 상이한 적어도 2 종 이상의 강을 조합하여 압연하고, 복층 강을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 청구항 7 에 기재된 복층 강의 제조 방법은, 조직 또는 기계적 특성이 상이한 적어도 2 종 이상의 강을 층상으로 겹침으로써 적층 강을 형성하는 적층 단계와, 상기 적층 강을 압연하고, 소정의 열처리를 실시함으로써, 마르텐사이트를 주된 상으로 하는 제 1 층과, 오스테나이트 및 페라이트 중 적어도 1 종을 주된 상으로 하는 제 2 층을 형성하고, 상기 제 1 층 및 상기 제 2 층을 구비한 복층 강을 제조하는 압연 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 청구항 8 에 기재된 복층 강의 제조 방법은, 질량% 로, C : 0.05% 내지 0.4%, Si : 0.05% 내지 3.0%, Mn : 0.05% 내지 3.0% 및 불가피한 불순물을 함유하는 강 A,
강 A 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Cr : 0.01% 내지 16.0%, Ni : 0.01% 내지 12.0%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0% 중 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강 B
중 1 종 또는 2 종으로 이루어지는 제 1 층 및
질량% 로, C : 0.01% 내지 0.15%, Si : 0.01% 내지 1.0%, Mn : 0.01% 내지 2.0%, Cr : 12.0% 내지 24.0%, Ni : 4.0% 내지 14.0%, N : 0.001% 내지 0.3% 및 불가피한 불순물을 함유하는 강 C,
강 C 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0% 의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강 D,
질량% 로, C : 0.001% 내지 0.15%, Si : 0.05% 내지 3.0%, Mn : 15.0% 내지 32.0%, 및 불가피한 불순물을 함유하는 강 E,
강 E 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Cr : 0.01% 내지 12.0%, Ni : 0.01% 내지 40.0%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0%, N : 0.001% 내지 0.3% 의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강 F,
질량% 로, C : 0.0001% 내지 0.05%, Si : 0.01% 내지 1.0%, Mn : 0.01% 내지 2.0%, 및 불가피한 불순물을 함유하는 강 G,
강 G 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Cr : 0.01% 내지 12.0%, Ni : 0.01% 내지 40.0%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0% 의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강 H
중 1 종 이상으로 이루어지는 제 2 층을 조합하여 압연하고, 복층 강을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 청구항 9 에 기재된 복층 강의 제조 방법은, 청구항 6∼8 중 어느 한 항에 있어서, 복층 강을 구성하는 각 층이 125 ㎛ 이하의 두께로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 청구항 10 에 기재된 복층 강의 제조 방법은, 청구항 6∼8 중 어느 한 항에 있어서, 복층 강을 구성하는 층수가 5 층 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 청구항 11 에 기재된 복층 강의 제조 방법은, 청구항 6∼8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복층 강의 각 층의 최종 두께를, 압연에 의해 압연 전의 각 층의 원래 두께의 1/2 이하로 하여 복층 강을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 청구항 12 에 기재된 복층 강의 제조 방법은, 청구항 6∼8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압연이 열간 압연인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 청구항 13 에 기재된 복층 강의 제조 방법은, 청구항 6∼8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압연이 냉간 압연인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 청구항 14 에 기재된 복층 강의 제조 방법은, 청구항 6∼8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압연이 온간 압연인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 청구항 15 에 기재된 복층 강의 제조 방법은, 청구항 6∼8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압연이 열간 압연, 냉간 압연 및 온간 압연 중 적어도 2 종 이상 병용한 압연인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 청구항 16 에 기재된 복층 강의 제조 방법은, 청구항 6 또는 8 에 있어서, 상기 압연 후에 열처리를 실시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 청구항 17 에 기재된 복층 강의 제조 방법은, 청구항 14 또는 15 에 있어서, 상기 온간 압연은 200 ℃ ∼ 750 ℃ 의 범위에서 압연을 실시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 청구항 18 에 기재된 복층 강의 제조 방법은, 청구항 13 또는 15 에 있어서, 상기 냉간 압연은 압하율이 30% 이상인 압연을 적어도 1 회 이상 실시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 청구항 19 에 기재된 복층 강의 제조 방법은, 청구항 7 또는 16 에 있어서, 상기 열처리는 900 ℃ ∼ 1250 ℃ 의 범위 내에서 1 초 이상 균열 (均熱) 하고, 상기 열처리 후 상온까지 냉각시키는 것을 특징으로 한다.
발명의 효과
본 발명에 의한 복층 강 및 복층 강의 제조 방법에 의하면, 조직 또는 기계적 특성이 상이한 적어도 2 종 이상의 강을 조합한 적층 강을 압연하여 복층 강을 형성함으로써, 강도, 연성 등의 상반되는 특성을 양립시킬 수 있고, 강도, 연성, 접합성, 취화 특성, 내피로 특성이 우수한 강/강 적층형 복층 강을 제조할 수 있다.
도 1 은 종래의 강의 강도-연성의 상관을 나타내는 그래프이다.
도 2 는 본 발명의 복층 강의 제조 방법에 의한 복층화에 의한 특성 개선을 설명하는 그래프이다.
도 3 은 본 발명의 복층 강의 제조 방법에 의한 복층 강의 취성 파괴의 예를 나타내는 도면이다.
도 4 는 본 발명의 복층 강의 제조 방법에 의한 복층 강의 취성 파단 조건을 설명하는 도면이다
도 5 는 본 발명의 복층 강의 제조 방법에 의한 크랙없는 복층 강을 얻기 위한 조건을 나타내는 그래프이다.
도 6 은 본 발명의 복층 강의 제조 방법에 의한 복층 강의 네킹의 예를 나타내는 도면이다.
도 7 은 본 발명의 복층 강의 제조 방법에 의한 압연 전의 적층 강의 단면 사진이다.
도 8 은 본 발명의 복층 강의 제조 방법에 의한 적층 강의 압연 방법을 나타내는 개략도이다.
도 9 는 열처리 온도와 신도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 10 은 최대 패스 압하율과 신도의 관계를 나타내는 그래프이다.
본 발명의 복층 강은, 조직 또는 기계적 특성이 상이한 적어도 2 종 이상의 강을 조합하여 복층화함으로써 강 자체의 특성 개선을 도모할 수 있다.
도 2 에, 본 발명의 복층화에 의한 특성 개선을 설명하는 그래프를 나타낸다. 가로축은 인장 강도이고, 세로축은 연성이다. 그래프 중의 강 Ⅰ 은, 인장 강도는 비교적 낮지만, 연성은 비교적 높은 강인 것에 대해, 강 Ⅱ 는, 인장 강도는 비교적 높지만, 연성은 비교적 낮은 강이다. 본 발명자들은, 강 Ⅰ 및 강 Ⅱ 를 복층화함으로써, 인장 강도는 강 Ⅰ 과 강 Ⅱ 의 적층비에 의한 상가평균으로 정해지지만, 연성은 강/강의 복층 계면을 만든 경우에는 복층화에 의해 상가평균 이상이 되는 것을 알아냈다. 더욱 검토한 결과, 연성의 향상은 특히 복층의 층두께, 적층수를 제어함으로써 더욱 현저해지는 것이 판명되었다.
실제로, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 복층 강 (10) 은, 고강도이며 저연성인 제 1 층 (12) 과, 저강도이며 고연성인 제 2 층 (11) 으로 구성되어 있고, 제 1 층 (12) 을 짝수층으로 하고, 제 2 층 (11) 을 홀수층으로 하여 순차 교대로 홀수장 적층하고, 이로써 고연성인 제 2 층 (11) 이 양 외면에 배치되도록 형성되어 있다.
또한, 이 실시형태의 경우, 홀수장의 적층으로 하여 9 장을 적층한 경우에 대해 서술하였는데, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 요컨대, 고강도이며 저연성인 제 1 층 (12) 을 저강도이며 고연성인 제 2 층 (11) 사이에 끼우고, 또한 제 2 층 (11) 이 양 외면에 배치되면 되고, 5 장이나, 11 장 등 그 밖의 여러 가지 홀수 장으로 적층해도 된다.
본 발명의 복층 강 (10) 은, 조직 또는 기계적 특성이 상이한 적어도 2 종 이상의 강을 조합하고 압연하여 형성한 것을 특징으로 하는 것이다.
실제로, 복층 강 (10) 에 있어서의 제 1 층 (12) 은, 마르텐사이트를 주된 상으로 하고 있고, 마르텐사이트만으로 이루어지는 강이나, 마르텐사이트 및 베이나이트로 이루어지는 강에 의해 형성되어 있다. 또, 제 2 층 (11) 은, 오스테나이트 및 페라이트 중 적어도 1 종을 주된 상으로 하는 강에 의해 형성되어 있다.
또, 본 발명의 복층 강 (10) 은, 질량% 로, C : 0.05% 내지 0.4%, Si : 0.05% 내지 3.0%, Mn : 0.05% 내지 3.0% 및 불가피한 불순물을 함유하는 강 A,
강 A 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Cr : 0.01% 내지 16.0%, Ni : 0.01% 내지 12.0%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0% 중 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강 B
중 1 종 또는 2 종으로 이루어지는 제 1 층 (12) 및
질량% 로, C : 0.01% 내지 0.15%, Si : 0.01% 내지 1.0%, Mn : 0.01% 내지 2.0%, Cr : 12.0% 내지 24.0%, Ni : 4.0% 내지 14.0%, N : 0.001% 내지 0.3% 및 불가피한 불순물을 함유하는 강 C,
강 C 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0% 의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강 D,
질량% 로, C : 0.001% 내지 0.15%, Si : 0.05% 내지 3.0%, Mn : 15.0% 내지 32.0%, 및 불가피한 불순물을 함유하는 강 E,
강 E 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Cr : 0.01% 내지 12.0%, Ni : 0.01% 내지 40.0%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0%, Ni : 0.001% 내지 0.3% 의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강 F,
질량% 로, C : 0.0001% 내지 0.05%, Si : 0.01% 내지 1.0%, Mn : 0.01% 내지 2.0%, 및 불가피한 불순물을 함유하는 강 G,
강 G 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Cr : 0.01% 내지 12.0%, Ni : 0.01% 내지 40.0%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0% 의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강 H
중 1 종 이상으로 이루어지는 제 2 층 (11) 을 조합하고 압연하여 형성한 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 사용하는 강으로는, 조직 또는 기계 특성이 상이한 강이면 특정한 것에 한정되지 않지만, 예를 들어 마르텐사이트강, 오스테나이트강, IF (Interstitial Free) 강, DP (Dual Phase) 강, TRIP 강, 석출 강화형 강, 스테인리스강 또 Ti 등의 합금인 것이 바람직하다.
본 발명에 사용하는 제 1 층 (12) 으로는, 고강도를 갖는 강이면 특정한 것에 한정되지 않지만, 질량% 로, C : 0.05% 내지 0.4%, Si : 0.05% 내지 3.0%, Mn : 0.05% 내지 3.0% 및 불가피한 불순물을 함유하는 강 A, 강 A 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Cr : 0.01% 내지 16.0%, Ni : 0.01% 내지 12.0%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0% 중 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강 B 중 1 종 또는 2 종으로 이루어지는 강인 것이 바람직하다.
본 발명에 사용하는 제 2 층 (11) 으로는, 고연성을 갖는 강이면 특정한 것에 한정되지 않지만, 질량% 로, C : 0.01% 내지 0.15%, Si : 0.01% 내지 1.0%, Mn : 0.01% 내지 2.0%, Cr : 12.0% 내지 24.0%, Ni : 4.0% 내지 14.0%, N : 0.001% 내지 0.3% 및 불가피한 불순물을 함유하는 강 C, 강 C 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0% 의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강 D, 질량% 로, C : 0.001% 내지 0.15%, Si : 0.05% 내지 3.0%, Mn : 15.0% 내지 32.0%, 및 불가피한 불순물을 함유하는 강 E, 강 E 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Cr : 0.01% 내지 12.0%, Ni : 0.01% 내지 40.0%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0%, N : 0.001% 내지 0.3% 의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강 F, 질량% 로, C : 0.0001% 내지 0.05%, Si : 0.01% 내지 1.0%, Mn : 0.01% 내지 2.0%, 및 불가피한 불순물을 함유하는 강 G, 강 G 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Cr : 0.01% 내지 12.0%, Ni : 0.01% 내지 40.0%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0% 의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강 H 중 1 종 이상으로 이루어지는 강인 것이 바람직하다.
본 발명의 복층 강은, 조직 또는 기계 특성이 상이한 적어도 2 종 이상의 강으로 이루어지는 것이면 특정한 것에 한정되지 않지만, 제 1 층 (12) 으로서 마르텐사이트강, 제 2 층 (11) 으로서 오스테나이트강으로 이루어지는 복층 강 (10) 인 것이 바람직하다. 고강도를 갖는 강 Ⅱ, 고연성을 갖는 강 Ⅰ 과 같이 상반되는 기계 특성을 갖는 강을 복수 조합하여 압연함으로써, 고강도·고연성의 강을 얻을 수 있다. 또한, IF 강, DP 강, TRIP 강, 석출 강화형 강, 스테인리스강 등 중 복수의 강으로 이루어지는 적층 강이어도 된다.
본 발명의 복층 강 (10) 을 압연하기 전의 적층 강의 각 층의 두께는, 적층 강을 압연한 후에 얻어지는 복층 강 (10) 을 구성하는 각 층이 125 ㎛ 이하의 두께인 것이 바람직하다. 각 층의 두께가 125 ㎛ 이하의 층으로 이루어지는 복층 강 (10) 을 형성함으로써, 박리 파단, 취성 파단, 국소 네킹 등이 없는 복층 강 (10) 을 형성할 수 있다.
또, 본 발명의 복층 강 (10) 의 층수는, 압연한 후에 얻어지는 복층 강 (10) 의 두께 방향에 대해 특정한 것에 한정되지 않지만, 5 층 이상인 것이 바람직하다. 그에 의해 복층 강 전체의 기계 특성 및 접합성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 복층 강 (10) 의 각 층의 두께는, 압연에 의해 압연 전의 원래 두께의 1/2 이하가 되어 있는 것이 바람직하다. 압연에 의해 계면 강도가 향상되어 소정의 특성 향상 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 복층 강 (10) 의 제조 방법은, 조직 또는 기계적 특성이 상이한 적어도 2 종 이상의 강을 조합하고 압연하여 복층 강을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 복층 강 (10) 의 제조 방법은, 질량% 로, C : 0.05% 내지 0.4%, Si : 0.05% 내지 3.0%, Mn : 0.05% 내지 3.0% 및 불가피한 불순물을 함유하는 강 A,
강 A 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Cr : 0.01% 내지 16.0%, Ni : 0.01% 내지 12.0%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0% 중 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강 B
중 1 종 또는 2 종으로 이루어지는 제 1 층 (12) 및
질량% 로, C : 0.01% 내지 0.15%, Si : 0.01% 내지 1.0%, Mn : 0.01% 내지 2.0%, Cr : 12.0% 내지 24.0%, Ni : 4.0% 내지 14.0%, N : 0.001% 내지 0.3% 및 불가피한 불순물을 함유하는 강 C,
강 C 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0% 의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강 D,
질량% 로, C : 0.001% 내지 0.15%, Si : 0.05% 내지 3.0%, Mn : 15.0% 내지 32.0%, 및 불가피한 불순물을 함유하는 강 E,
강 E 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Cr : 0.01% 내지 12.0%, Ni : 0.01% 내지 40.0%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0%, N : 0.001% 내지 0.3% 의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강 F,
질량% 로, C : 0.0001% 내지 0.05%, Si : 0.01% 내지 1.0%, Mn : 0.01% 내지 2.0%, 및 불가피한 불순물을 함유하는 강 G,
강 G 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Cr : 0.01% 내지 12.0%, Ni : 0.01% 내지 40.0%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0% 의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강 H
중 1 종 이상으로 이루어지는 제 2 층 (11) 을 조합하고 압연하여 복층 강 (10) 을 형성하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 사용하는 강으로는, 조직 또는 기계 특성이 상이한 강이면 특정한 것에 한정되지 않지만, 예를 들어 마르텐사이트강, 오스테나이트강, IF 강, DP 강, TRIP 강, 석출 강화형 강, 스테인리스강 등이 바람직하다.
본 발명에 사용하는 제 1 층 (12) 으로는, 고강도를 갖는 강이면 특정한 것에 한정되지 않지만, 질량% 로, C : 0.05% 내지 0.4%, Si : 0.05% 내지 3.0%, Mn : 0.05% 내지 3.0% 및 불가피한 불순물을 함유하는 강 A, 강 A 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Cr : 0.01% 내지 16.0%, Ni : 0.01% 내지 12.0%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0% 중 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강 B 중 1 종 또는 2 종으로 이루어지는 강인 것이 바람직하다.
본 발명에 사용하는 제 2 층 (11) 으로는, 고연성을 갖는 강이면 특정한 것에 한정되지 않지만, 질량% 로, C : 0.01% 내지 0.15%, Si : 0.01% 내지 1.0%, Mn : 0.01% 내지 2.0%, Cr : 12.0% 내지 24.0%, Ni : 4.0% 내지 14.0%, N : 0.001% 내지 0.3% 및 불가피한 불순물을 함유하는 강 C, 강 C 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0% 의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강 D, 질량% 로, C : 0.001% 내지 0.15%, Si : 0.05% 내지 3.0%, Mn : 15.0% 내지 32.0%, 및 불가피한 불순물을 함유하는 강 E, 강 E 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Cr : 0.01% 내지 12.0%, Ni : 0.01% 내지 40.0%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0%, N : 0.001% 내지 0.3% 의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강 F, 질량% 로, C : 0.0001% 내지 0.05%, Si : 0.01% 내지 1.0%, Mn : 0.01% 내지 2.0%, 및 불가피한 불순물을 함유하는 강 G, 강 G 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Cr : 0.01% 내지 12.0%, Ni : 0.01% 내지 40.0%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0% 의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강 H 중 1 종 이상으로 이루어지는 강인 것이 바람직하다.
본 발명의 복층 강 (10) 은, 조직 또는 기계 특성이 상이한 적어도 2 종 이상의 강으로 이루어지는 복층 강이면 특정한 것에 한정되지 않지만, 마르텐사이트강, 오스테나이트강으로 이루어지는 복층 강 (10) 인 것이 바람직하다. 고강도를 갖는 강 Ⅱ, 고연성을 갖는 강 Ⅰ 과 같이 상반되는 기계 특성을 갖는 강을 복 수를 겹쳐 압연함으로써, 고강도·고연성의 복층 강을 얻을 수 있다. 또한, IF 강, DP 강, TRIP 강, 석출 강화형 강, 스테인리스강 등 중 복수의 강으로 이루어지는 적층 강이어도 된다.
본 발명의 복층 강 (10) 의 각 층의 두께는, 압연한 후에 얻어지는 두께 방향에 대해 125 ㎛ 이하의 두께인 것이 바람직하다. 각 층의 두께가 125 ㎛ 이하의 층으로 이루어지는 복층 강 (10) 을 압연에 의해 형성함으로써, 박리 파단, 취성 파단, 국소 네킹 등이 없는 복층 강 (10) 을 형성할 수 있다.
또, 본 발명의 복층 강 (10) 의 층수는, 두께 방향에 대해 5 층 이상인 것이 바람직하다. 5 층 이상의 층을 갖는 복층 강을 압연에 의해 형성함으로써, 복층 강 전체의 기계 특성 및 접합성을 현저하게 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 복층 강 (10) 의 각 층의 두께는, 압연에 의해 압연 전의 원래 두께의 1/2 이하가 되어 있는 것이 바람직하다. 압연에 의해 계면 강도가 향상되어 소정의 특성 향상 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 압연으로는, 열간 압연이나, 냉간 압연, 온간 압연, 열간 압연 및 냉간 압연을 병용한 압연, 열간 압연 및 온간 압연을 병용한 압연이 바람직하다. 열간 압연이나, 냉간 압연, 온간 압연, 열간 압연 및 냉간 압연을 병용한 압연, 열간 압연 및 온간 압연을 병용한 압연에 의해 복층 강을 형성 함으로써, 층끼리의 계면 강도를 달성할 수 있다.
실제로, 열간 압연을 실시하는 경우에는, 예를 들어 적층 강을 압연하기 위한 압연 롤러를 소정의 온도로 가열시킴으로써, 적층 강에 대해 압연 처리와 열처 리를 동시에 실시하도록 이루어져 있다.
즉, 이 경우, 먼저 처음에 조직 또는 기계적 특성이 상이한 적어도 2 종 이상의 강을 순차 교대로 층상으로 겹침으로써 적층 강을 형성한다.
이어서, 소정 온도로 가열한 압연 롤러를 사용하여 적층 강을 압연함과 함께, 당해 적층 강에 소정의 열처리를 실시함으로써, 마르텐사이트를 주된 상으로 하고, 고강도이며 저연성인 제 1 층 (12) 과, 오스테나이트 및 페라이트 중 적어도 1 종을 주된 상으로 하고, 저강도이며 고연성인 제 2 층 (11) 을 형성한다.
이와 같이 하여, 이들 제 1 층 (12) 및 제 2 층 (11) 이 순차 교대로 적층되고, 고연성의 제 2 층 (11) 이 양 외면에 배치된 복층 강 (10) 이 제조될 수 있다.
이에 대하여, 냉간 압연 또는 온간 압연을 실시하는 경우에는, 먼저 처음에 압연 롤러를 이용하여 상기 서술한 적층 강을 압연함으로써 다층 압연강을 형성한다.
이어서, 다층 압연강에 소정의 열처리를 실시함으로써, 마르텐사이트를 주된 상으로 하고, 고강도이며 저연성인 제 1 층 (12) 과, 오스테나이트 및 페라이트 중 적어도 1 종을 주된 상으로 하고, 저강도이며 고연성인 제 2 층 (11) 을 형성한다.
이와 같이 하여, 이들 제 1 층 (12) 및 제 2 층 (11) 이 순차 교대로 적층되고, 고연성의 제 2 층 (11) 이 양 외면에 배치된 복층 강 (10) 이 제조될 수 있다.
이와 관련하여, 열간 압연에 있어서는, 지나치게 고온으로 하면, 제 1 층과 제 2 층 사이에서 열확산에 의한 원자의 이동이 발생하여, 제 1 층 및 제 2 층의 조성이 바뀌어 제 1 층 및 제 2 층에 의한 상승 효과가 적어진다.
이에 대하여, 온간 압연이나 냉간 압연에서는, 열간 압연보다 저온에서 실시함으로써, 제 1 층과 제 2 층 사이의 열확산에 의한 원자의 이동이 없어, 제 1 층 및 제 2 층에 의한 상승 효과가 적어지는 것을 방지할 수 있다.
여기서 온간 압연을 주체로 하여 압연을 실시하는 경우에는, 가열 또는 열간 압연 후 냉각시켜, 또는 상온에서 가열하여, 200 ℃ ∼ 750 ℃ 의 범위에서 대부분의 압연을 실시하는 것이 바람직하다. 이것은, 200 ℃ 보다 낮으면, 적층 강의 변형 저항이 높아지고, 750 ℃ 보다 높으면, 조성이 바뀌어 원하지 않는 강이 형성되기 때문이다.
또 냉간 압연을 주체로 하여 압연을 실시하는 경우에는, 1 패스의 압하율이 30% 이상인 패스를 적어도 1 회 이상 포함하는 것이 바람직하다. 이것은, 30% 보다 낮으면, 복층 강의 연성을 향상시킬 수 없기 때문이다. 이와 관련하여, 여기서 압하율이란, 압연 전의 층의 두께에 대한 압연 후의 층의 두께의 감소율을 말한다.
또한 소정의 열처리로는, 압연 후의 복층 강을 수백 ℃ 내지 1천 수백 ℃ 정도의 온도에서 1 초 내지 수 시간 정도 (즉 1 초 이상) 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 열처리를 실시하는 경우의 온도로는, 900 ℃ 보다 낮고, 또는 1250 ℃ 보다 높으면, 원하는 값까지 연성을 향상시킬 수 없기 때문에, 900 ℃ ∼ 1250 ℃ 의 범위 내인 것이 바람직하다. 이와 관련하여, 열간 처리에 있어서는, 압연과 동시에 열처리를 실시하지 않고, 압연과는 별도로 열처리를 실시해도 된다. 또, 열처리 후에는 공랭, 수랭 또는 기수 (氣水) 냉각 등의 냉각을 실시해도 된다. 압연 후의 복층 강을 열처리함으로써, 복층 강의 길이 방향·두께 방향의 어느 방향에 있어서도 기계적 특성을 균일하게 할 수 있다.
이하, 구체적인 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 압연이 열간 압연, 냉간 압연 및 온간 압연 중 적어도 2 종 이상 병용한 압연이어도 된다.
실시예 1
(1) 실시예
본 발명의 강도, 연성 등의 상반되는 특성을 양립시킬 수 있고, 강도, 연성, 접합성, 취화 특성, 내피로 특성이 우수한 복층 강을 얻기 위해서는, 취성 파괴 및 네킹이 없는 복층 강을 형성해야 한다.
본 실시예에서는, 취성 파괴가 발생하지 않는 복층 강의 형성 조건을 결정한 후, 네킹이 발생하지 않는 복층 강의 형성 조건을 결정하였다. 또한, 취성 파괴 및 네킹이 발생하지 않는 복층 강의 형성 조건에 기초하여 복층 강을 형성하였다.
도 3 은, 복층 강의 파괴 형태의 하나가 되는 취성 파괴의 예를 나타낸다. 도 3(A) 는 취성 파단의 예이고, 도 3(B) 는 박리 파단의 예이다. 취성 파단이란, 취성 파단 조건을 만족함으로써 발생되는 파단이다. 취성 파단 조건은, 복층 강 중의 하나의 중간층의 층두께가 임계 층두께 이상이 되는 것이다. 이것에 대해, 박리 파단이란, 박리 조건을 만족함으로써 발생되는 파단이다. 박리 조건은, 복층 강 중의 하나의 중간층과의 계면 강도가 층간 박리 강도 (층간 박 리 에너지) 이하가 되는 것이다.
도 4 는, 복층 강의 취성 파단 조건인 균열 진전 조건을 설명하는 도면이다. 복층 강 중의 층두께 (tⅡ) 를 갖는 층 A 가 균열 진전 조건을 만족하고, 취성 파단을 일으킨 경우에는, 도 4 에 나타낸 터널 크랙 (Tunnel crack) 이라는 균열을 일으킨다. 균열 진전 조건은, 균열 생성 에너지 (Wc) 및 해방 변형 에너지 (Wm) 에 의해 나타낼 수 있다.
균열 생성 에너지 (Wc) 는 수학식 1 로 나타낸다.
Figure 112009005468567-pct00001
여기서, tⅡ 는 층 Ⅱ 의 층두께, γⅡ 는 층 Ⅱ 의 표면 에너지이다.
또, 해방 변형 에너지 (Wm) 는 수학식 2 로 나타낸다.
Figure 112009005468567-pct00002
여기서, tⅡ 는 강 Ⅱ 의 층두께, EⅡ 는 강 Ⅱ 의 영률, σ1 은 단위 면적당 인장 하중이다.
균열 진전 조건은, 균열 생성 에너지 (Wc)≥해방 변형 에너지 (Wm) 의 조건 이다. 균열 생성 에너지 (Wc)≥해방 변형 에너지 (Wm) 의 조건을 만족할 때에는, 균열이 진전되어 취성 파단이 발생한다.
한편, 균열 생성 에너지 (Wc)＜해방 변형 에너지 (Wm) 의 조건을 만족할 때에는, 균열이 진전되지 않아 취성 파단은 발생하지 않는다.
층 Ⅱ 에 균열이 진전되지 않아 취성 파단이 발생하지 않는 임계 층두께 (tⅡ Cr) 는 수학식 3 으로 나타낼 수 있다.
Figure 112009005468567-pct00003
여기서, tⅡ Cr 은 층 Ⅱ 의 임계 층두께, γⅡ 는 층 Ⅱ 의 강도, EⅡ 는 강 Ⅱ 의 영률, σ1 은 인장 강도이다.
실제로, 복층 강에 사용하는 층 중, 마르텐사이트강을 중간층이 되는 층 Ⅱ 로 한 경우의 임계 층두께를 구하였다. 마르텐사이트의 파괴 인성 (KIC) 이
Figure 112009005468567-pct00004
, 영률 (EⅡ) 이 200GPa, 인장 강도 (σ1) 가 1GPa 인 경우의 임계 층두께 (tⅡ Cr) 는 수학식 4 로부터 125 ㎛ 이었다. 따라서, 층두께 125 ㎛ 이하이면, 균열이 진전되지 않아 취성 파단이 발생하지 않는 것을 알았다.
한편, 복층 강의 박리 조건은, 계면 강도 (γint) 및 층간 박리 강도 (층간 박리 에너지) (Gd) 에 의해 나타낼 수 있다. 층간 박리 강도 (Gd) 는 수학식 4 에 의해 나타낸다.
Figure 112009005468567-pct00005
여기서, Gd 는 층간 박리 강도, Gp 는 적층 계면에 직교하는 균열의 에너지 해방률이다.
또, 적층 계면에 직교하는 균열의 에너지 해방률 (Gp) 은 수학식 5 로 나타낸다.
Figure 112009005468567-pct00006
여기서, Gp 는 적층 계면에 직교하는 균열의 에너지 해방률, tⅡ 는 층 Ⅱ 의 층두께, EⅡ 는 강 Ⅱ 의 영률, σ1 은 인장 강도이다.
박리 파단 조건은, 계면 강도 (γint)＜층간 박리 강도 (Gd) 의 조건이다. 계면 강도 (γint)＜층간 박리 강도 (Gd) 의 조건을 만족할 때에는, 박리 파단이 발생한다.
한편, 계면 강도 (γint)＞층간 박리 강도 (Gd) 의 조건을 만족할 때에는, 박리 파단은 발생하지 않는다.
실제로, 복층 강에 사용하는 층 중, 마르텐사이트강을 중간층이 되는 층 Ⅱ 로 한 경우의 계면 강도를 구하였다. 마르텐사이트의 영률 (EⅡ) 이 200GPa, 인장 강도 (σ1) 가 1GPa, 임계 층두께 (tⅡ Cr) 가 125 ㎛ 인 경우의 계면 강도 (γint) 는 수학식 5 및 수학식 6 으로부터 500J/㎡ 이었다. 따라서, 계면 강도 (γint) 는 수학식 4 및 수학식 5 로부터 500J/㎡ 이상이면, 박리 파단이 발생하지 않는 것을 알았다.
도 5 는, 취성 파단 및 박리 파단이 없는 복층 강이 얻어지는 범위를 나타내는 그래프이다. 가로축은 층 Ⅱ 의 강도 (γⅡ) 에 대한 계면 강도 (γint) 이고, 세로축은 층 Ⅱ 의 강도 (γⅡ) 에 대한 층간 박리 강도 (Gd) 이다. 그래프 중의 영역 1 및 영역 2 는 박리 파단이 발생하는 영역이고, 영역 3 은 취성 파단이 발생하는 영역이다. 영역 1, 영역 2, 영역 3 이외의 영역 4 내의 조건에서 복층 강을 형성함으로써, 취성 파단 및 박리 파단이 없는 복층 강을 얻을 수 있다.
실제로, 적층 강에 사용하는 층 중, 마르텐사이트강을 중간층이 되는 층 Ⅱ 로 한 경우, 마르텐사이트의 파괴 인성 (KIC) 이
Figure 112009005468567-pct00007
, 영률 (EⅡ) 이 200GPa, 인장 강도 (σ1) 가 1GPa, 임계 층두께 (tⅡ Cr) 가 125 ㎛ 이하, 계면 강도 (γint) 가 500J/㎡ 이상인 조건에 있어서, 취성 파단 및 박리 파단이 없는 복층 강을 얻을 수 있다.
취성 파단 및 박리 파단이 없는 복층 강에 있어서, 추가로 또 하나의 파괴 형태가 되는 네킹을 발생시키지 않는 복층 강을 형성하기 위한 조건을 결정하였다.
도 6 은, 복층 강의 파괴 형태의 하나가 되는 네킹의 예를 나타낸다. 도 6(A) 는 전체 네킹의 예이고, 도 6(B) 는 국소 네킹의 예이다. 국소 네킹이 일어나면 복층 강판의 연성은 저해된다. 네킹의 발생은 Von Mises 를 가정한 조건으로부터 수학식 6 에 의해 나타낼 수 있다.
Figure 112009005468567-pct00008
여기서, k1, k2 는 상수, n1, n2 는 가공 경화 지수, ε 는 변형이다. 국소 네킹의 발생 조건은, 수학식 7 에 의해 나타낼 수 있다.
Figure 112009005468567-pct00009
여기서, εu 는 균일 신도, n1 은 가공 경화 지수, σ 는 인장 강도, α 는 상수, tⅠ 은 강 Ⅰ 의 층두께, tⅡ 는 강 Ⅱ 의 층두께, EⅡ 는 강 Ⅱ 의 영률, lⅡ 는 강 Ⅱ 의 입경이다.
상기에서 얻어진 전체 네킹 발생 조건 또는 국소 네킹 발생 조건에 기초하여 복층 강을 형성함으로써, 전체 네킹 및 국소 네킹이 없는 복층 강을 얻을 수 있다.
본 발명의 강도, 연성 등의 상반되는 특성을 양립시킬 수 있고, 강도, 연성, 접합성, 취화 특성, 내피로 특성이 우수한 복층 강을 얻기 위해서는, 이상에서 결정한 취성 파괴 및 네킹이 발생하지 않는 복층 강의 형성 조건에 기초하여 복층 강을 형성하였다.
본 발명의 복층 강은, 조직 또는 기계적 특성이 상이한 적어도 2 종 이상의 강을 조합한 적층 강을 압연하고, 헤테로 계면 제어를 실시함으로써 형성하였다. 적층 강의 조합에 사용한 강의 강도 및 신도를 표 1 에 나타낸다.
Figure 112009005468567-pct00010
적층 강의 조합에 사용한 강은 표 1 에 한정되지 않고, 이하에 나타내는 강 G, 강 H 도 사용하였다. 적층 강의 조합에 사용한 강의 조성은, 각각 강 A 가 질량% 로, C : 0.05% 내지 0.4%, Si : 0.05% 내지 3.0%, Mn : 0.05% 내지 3.0% 및 불가피한 불순물을 함유하는 강,
강 B 가, 강 A 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Cr : 0.01% 내지 16.0%, Ni : 0.01% 내지 12.0%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0% 중 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강,
강 C 가, 질량% 로, C : 0.01% 내지 0.15%, Si : 0.01% 내지 1.0%, Mn : 0.01% 내지 2.0%, Cr : 12.0% 내지 24.0%, Ni : 4.0% 내지 14.0%, N : 0.001% 내지 0.3% 및 불가피한 불순물을 함유하는 강,
강 D 가, 강 C 에 추가하여, 질량% 로 Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0% 의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강,
강 E 가, 질량% 로, C : 0.001% 내지 0.15%, Si : 0.05% 내지 3.0%, Mn : 15.0% 내지 32.0%, 및 불가피한 불순물을 함유하는 강,
강 F 가, 강 E 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Cr : 0.01% 내지 12.0%, Ni : 0.01% 내지 40.0%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0%, N : 0.001% 내지 0.3% 의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강,
강 G 가, 질량% 로, C : 0.0001% 내지 0.05%, Si : 0.01% 내지 1.0%, Mn : 0.01% 내지 2.0%, 및 불가피한 불순물을 함유하는 강,
강 H 가, 강 G 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Cr : 0.01% 내지 12.0%, Ni : 0.01% 내지 40.0%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0% 의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강이다.
상기 강 A 내지 강 H 중, 적어도 2 종 이상 조합하여 복층 강을 구성하였다. 또한, 상기 강 A 내지 강 H 를 이용하여 제 1 층 및 제 2 층으로 이루어지는 복층 강을 구성할 수 있다.
제 1 층은, 고강도를 갖는 강인 강 A, 강 B 중 1 종 또는 2 종으로 구성하였다. 또, 제 2 층은, 고연성을 갖는 강인 강 C, 강 D, 강 E, 강 F, 강 G, 강 H 중 1 종 이상으로 구성하였다. 이들 제 1 층 및 제 2 층으로 복층 강을 구성하였다.
본 발명의 강도, 연성 등의 상반되는 특성을 양립시킬 수 있고, 강도, 연성, 접합성, 취화 특성, 내피로 특성이 우수한 복층 강을 얻기 위해, 이상에서 결정한 취성 파괴 및 네킹이 발생하지 않는 복층 강의 형성 조건을 만족하도록 구성하였다.
도 7 은, 구성한 복층 강의 단면 사진이다. 복층 강의 조합에 이용한 강은 0.15C-1.5Mn 강 및 SUS316 강이다. 복층 강의 적층수는 11 층, 층두께는 125 ㎛, 복층 강 자체의 두께는 1 ㎜ 이다. 본 실시예에서는, 복층 강은 층두께 5 ㎜ 까지는 열간 압연, 그 이후 1 ㎜ 두께까지는 냉간 압연으로 실시하였다.
도 8 은, 적층 강 (6) 의 압연 방법의 개략도를 나타낸다. 본 실시예의 압연 방법에 의하면, 이상에서 결정한 취성 파괴 및 네킹이 발생하지 않는 복층 강의 형성 조건에 기초하여, 압연 롤러 (5) 에 의해 적층 강 (6) 을 열간 압연함으로써 다층 압연강 (7) 을 얻을 수 있다. 본 실시예에서는, 다층 압연강 (7) 은 층두께 5 ㎜ 까지는 열간 압연, 그 이후 1 ㎜ 두께까지는 냉간 압연으로 실시하였다.
이어서, 여기서는 열간 처리에 있어서 압연 처리와 열처리를 동시에 실시하지 않고 별도로 실시하도록 한 것에 의해, 적층 강 (6) 을 압연함으로써 형성한 다층 압연강 (7) 에 대해 열처리를 실시하였다. 열처리 조건은, 가열 온도가 900 ℃ 내지 1250 ℃, 유지 시간이 1 초 내지 3600 초로 하였다. 열처리를 실시한 후, 수랭 또는 공랭에 의해 다층 압연강 (7) 을 상온까지 냉각시킴으로써 복층 강을 얻었다. 얻어진 복층 강의 인장 강도는 1000 MPa 내지 1100 MPa 이고, 신도는 40% 내지 50% 이었다.
또한, 본 실시예에서는, 압연 장치로서 정형 (定形) 압연기를 이용하고 있는데, 전단 부여 압연기, 드로잉 압연기, 장력 드로잉 압연기, 연신 압연기, 용탕 압연기 등의 압연 장치를 이용해도 된다. 또, 본 실시예에서의 열처리 조건이 되는 가열 온도는 900 ℃ 내지 1250 ℃ 인데, 수백 ℃ 내지 1천 수백 ℃ 이어도 된다. 또한, 유지 시간은 1 초 내지 3600 초인데, 1 초 이상 균열할 수 있으면, 수 초 내지 수 시간이어도 된다. 필요에 따라 압연 후의 열처리를 실시하지 않고 복층 강을 형성해도 된다. 또한, 본 실시예에서의 열처리 후의 냉각은 공랭인데, 수랭 또는 기수 냉각이어도 된다.
이상과 같이, 본 발명에 의한 복층 강판의 제조 방법에 의하면, 조직 또는 기계적 특성이 상이한 적어도 2 종 이상의 강을 조합하여 압연하고, 복층 강을 형성함으로써, 강도, 연성 등의 상반되는 특성을 양립시킬 수 있고, 강도, 연성, 접합성, 취화 특성, 내피로 특성이 우수한 강/강 적층형 복층 강판을 제조할 수 있는 효과가 있는 것으로 확인되었다.
(2) 실증예
다음으로, 상기 서술한 사실에 대해 실증하기 위해, 복수 종류의 복층 강을 제조하고, 이들 복층 강의 강도 및 연성에 대해 검증하였다. 먼저 처음에 표 2 에 나타내는 바와 같이, C, Si, Mn, Cu, Ni, Cr, Mo, V, Ti 및 N 중 임의로 선택한 복수 종류의 물질을 소정의 질량% 로 혼합하고, 재료로서 강 A, 강 B1, 강 B2, 강 B3, 강 C, 강 D, 강 E, 강 F 및 강 G 를 제조하였다.
Figure 112009005468567-pct00011
이어서, 표 3 에 나타내는 바와 같이, 강 A, 강 B1, 강 B2 및 강 B3 중 어느 1 종을 재료 1 로 하고, 강 C, 강 D, 강 E, 강 F 및 강 G 중 어느 1 종을 재료 2 로 하고, 이들 재료 1 및 재료 2 를 조합하여 실시예 1∼16 및 비교예 1∼3 의 합계 19 종류의 복층 강을 제조하고, 이들 복층 강의 강도 및 연성을 측정하였다.
Figure 112009005468567-pct00012
예를 들어 실시예 1 에서는, 재료 1 로서 당해 재료 1 의 두께 (이하, 이것을 재료 1 두께라고 한다) 가 5.0 ㎜ 로 이루어지는 판상의 강 A 를 사용하였다. 또 재료 2 로는, 당해 재료 2 의 두께 (이하, 이것을 재료 2 두께라고 한다) 가 5.0 ㎜ 로 이루어지는 판상의 강 C 를 사용하였다.
그리고, 이들 재료 1 을 짝수층으로 하고, 재료 2 를 홀수층으로 하여 순차 교대로 합계 9 장 적층하고, 양 외면에 재료 2 를 배치시킨 적층 강을 제조하였다.
이어서, 적층 강을 압연하는 프로세스 (표 3 중, 간단히 프로세스로 한다) 로서 열간 압연과 냉간 압연을 사용하였다. 열간 압연에서는, 1000 ℃ 의 상태에서 압연 롤러에 의해 적층 강을 압연하여 다층 압연강을 제조하였다.
그 후, 다층 압연강에 대해, 1000 ℃ 에서 약 2 분간 가열하는 열처리를 실시한 후, 수랭에 의해 냉각시킴으로써 실시예 1 의 복층 강을 제조하였다.
이 실시예 1 의 복층 강에서는, 마무리 두께를 1.0 ㎜ 로 하고, 이 마무리 두께에 의해 1 층당 두께가 111 ㎛ 이었다.
그리고, 이와 같이 하여 제조한 실시예 1 의 복층 강의 각 층을 광학 현미경으로 확인하거나, 또는 경도 측정한 결과, 제 1 층으로서의 재료 1 층 (즉, 재료 1 에 의해 형성된 층) 의 구성상(相)은 마르텐사이트가 되고, 제 2 층으로서의 재료 2 층 (즉, 재료 2 에 의해 형성된 층) 의 구성상은 오스테나이트가 된 것을 확인할 수 있었다.
이어서, 실시예 1 의 복층 강에 대해 강도 측정 및 신도 측정을 실시한 결과, 강도 (표 3 중, TS 라고 표시한다) 가 1030 MPa, 연성 (표 3 중, EL 이라고 표시한다) 이 27% 인 것을 확인할 수 있었다.
이와 같이, 실시예 1 에서는, 그 강도 측정 및 신도 측정 결과를, 도 2 를 기초로 검증하면, 강도, 연성 등의 상반되는 특성을 양립시킬 수 있고, 강도, 연성, 접합성, 내취화 특성, 내피로 특성이 우수한 복층 강이 얻어진 것을 확인할 수 있었다.
또, 예를 들어 실시예 2 에서는, 재료 1 로서 재료 1 두께가 1.0 ㎜ 로 이루어지는 판상의 강 A 를 사용하고, 재료 2 로서 재료 2 두께가 1.0 ㎜ 로 이루어지는 판상의 강 C 를 사용하였다.
그리고, 적층 강을 압연하는 프로세스로서 실시예 1 과는 달리 냉간 압연만을 사용하였다. 여기서는 복수회 냉간 압연을 실시하고, 그 중 1 회의 냉간 압연에 있어서 최대 압하율을 50% 로 하여 적층 강을 압연하여 다층 압연강을 제조하였다.
그 후, 다층 압연강에 대해, 1000 ℃ 에서 약 2 분간 가열하는 열처리를 실시한 후, 수랭에 의해 냉각시킴으로써 실시예 2 의 복층 강을 제조하였다.
이와 같이 하여 제조한 실시예 2 의 복층 강의 각 층을 광학 현미경으로 확인하거나, 또는 경도 측정한 결과, 재료 1 층의 구성상은 마르텐사이트가 되고, 재료 2 층의 구성상은 오스테나이트가 된 것을 확인할 수 있었다.
이어서, 실시예 2 의 복층 강에 대해 강도 측정 및 신도 측정을 실시한 결과, 강도가 1030 MPa, 신도가 27% 인 것을 확인할 수 있었다. 이 강도 측정 및 신도 측정 결과를, 도 2 를 기초로 검증하면, 실시예 2 에 있어서도, 강도, 연성 등의 상반되는 특성을 양립시킬 수 있고, 강도, 연성, 접합성, 내취화 특성, 내피로 특성이 우수한 복층 강이 얻어진 것을 확인할 수 있었다.
이에 대하여, 실시예 2 와는 열처리의 온도 조건만이 상이하며, 당해 열처리 온도를 낮춰 800 ℃ 로 한 비교예 1 에서는, 재료 1 층의 구성상이 마르텐사이트가 되고, 재료 2 층의 구성상이 오스테나이트가 되었지만, 연성이 6% 로 낮아졌다. 즉, 이 비교예 1 은, 도 2 를 기초로 검증하면, 강도, 연성 등의 상반되는 특성을 양립시키지 못한다.
이것으로부터, 열처리 온도 조건을 낮춘 경우에는 연성이 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. 그래서, 상기 서술한 실시예 2 나 비교예 1 과 동일한 구성으로 이루어지고, 열처리에 있어서의 온도 조건만을 바꾸어 신도 (즉, 연성) 에 대해 측정하였다.
이로써, 도 9 에 나타내는 결과가 얻어지고, 열처리 온도를 800 ℃ 보다 높여 약 900 ℃ 로 한 경우에는, 연성이 22% 가 되었다.
따라서, 열처리 온도는, 연성을 향상시키는 온도로 할 필요가 있는 것을 확인할 수 있고, 구체적으로는 약 900 ℃ ∼ 1250 ℃ 사이가 바람직한 것을 확인할 수 있었다.
또, 표 3 에 있어서의 실시예 9 에서는, 재료 1 로서 재료 1 두께가 1.2 ㎜ 로 이루어지는 판상의 강 B1 을 사용하였다. 또 재료 2 로는, 재료 2 두께가 1.0 ㎜ 로 이루어지는 판상의 강 C 를 사용하였다.
그리고, 이들 재료 1 을 짝수층으로 하고, 재료 2 를 홀수층으로 하여 순차 교대로 합계 11 장 적층하고, 양 외면에 재료 2 를 배치시킨 적층 강을 제조하였다.
이어서, 적층 강을 압연하는 프로세스로서 냉간 압연만을 사용하고, 복수회 냉간 압연 중 1 회의 냉간 압연에 있어서 최대 압하율을 40% 로 하여 적층 강을 압연하여 다층 압연강을 제조하였다.
그 후, 다층 압연강에 대해, 1000 ℃ 에서 약 2 분간 가열하는 열처리를 실시한 후, 수랭에 의해 냉각시킴으로써 실시예 9 의 복층 강을 제조하였다.
이 실시예 9 의 복층 강에서는, 마무리 두께를 1.0 ㎜ 로 하고, 이 마무리 두께에 의해 1 층당 두께가 91 ㎛ 이었다.
그리고, 이와 같이 하여 제조한 실시예 9 의 복층 강의 각 층을 광학 현미경으로 확인하거나, 또는 경도 측정한 결과, 재료 1 층의 구성상은 마르텐사이트가 되고, 재료 2 층의 구성상은 오스테나이트가 된 것을 확인할 수 있었다.
이어서, 실시예 9 의 복층 강에 대해 강도 측정 및 신도 측정을 실시한 결과, 강도가 1090 MPa, 연성이 27% 인 것을 확인할 수 있었다.
이와 같이, 실시예 9 에서는, 그 강도 측정 및 신도 측정 결과를, 도 2 를 기초로 검증하면, 강도, 연성 등의 상반되는 특성을 양립시킬 수 있고, 강도, 연성, 접합성, 내취화 특성, 내피로 특성이 우수한 복층 강이 얻어진 것을 확인할 수 있었다.
이에 대하여, 실시예 9 와는 냉간 압연에 있어서의 패스의 최대 압하율만이 상이하며, 복수회 냉간 압연 중 1 회의 냉간 압연에 있어서의 최대 압하율을 낮춰 20% 로 한 비교예 2 에서는, 재료 1 층의 구성상이 마르텐사이트가 되고, 재료 2 층의 구성상이 오스테나이트가 되었지만, 강도가 950 MPa 로 낮아지고, 연성이 6% 로 낮아졌다.
이것으로부터, 냉간 압연에 있어서의 최대 압하율 (최대 패스 압하율이라고도 한다) 을 낮춘 경우에는, 강도가 저하되고, 연성이 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. 여기서, 상기 서술한 실시예 9 나 비교예 2 와 동일한 구성으로 이루어지고, 냉간 압연에 있어서의 최대 패스 압하율만을 바꾸어 신도 (즉, 연성) 에 대해 측정하였다.
이로써, 도 10 에 나타내는 결과가 얻어지고, 최대 패스 압하율을 20% 보다 높여 약 30% 로 한 경우에는, 연성이 20% 가 되었다.
따라서, 냉간 압연에 있어서의 최대 패스 압하율은 연성을 향상시키는 압하율로 할 필요가 있는 것을 확인할 수 있고, 구체적으로는 약 30% 이상이 바람직한 것을 확인할 수 있었다.
또, 표 3 에 있어서의 실시예 12 에서는, 재료 1 로서 재료 1 두께가 1.2 ㎜ 로 이루어지는 판상의 강 B1 을 사용하였다. 또 재료 2 로는, 재료 2 두께가 1.0 ㎜ 로 이루어지는 판상의 강 G 를 사용하였다.
그리고, 이들 재료 1 을 짝수층으로 하고, 재료 2 를 홀수층으로 하여 순차 교대로 합계 11 장 적층하고, 양 외면에 재료 2 를 배치시킨 적층 강을 제조하였다.
이어서, 적층 강을 압연하는 프로세스로서 냉간 압연만을 이용하고, 복수회 냉간 압연 중 1 회의 냉간 압연에 있어서 패스의 최대 압하율을 50% 로 하여 적층 강을 압연하여 다층 압연강을 제조하였다.
그 후, 다층 압연강에 대해, 1000 ℃ 에서 약 2 분간 가열하는 열처리를 실시한 후, 수랭에 의해 냉각시킴으로써 실시예 12 의 복층 강을 제조하였다.
이 실시예 12 의 복층 강에서는, 마무리 두께를 0.8 ㎜ 로 하고, 이 마무리 두께에 의해 1 층당 두께가 73 ㎛ 이었다.
그리고, 이와 같이 하여 제조한 실시예 12 의 복층 강의 각 층을 광학 현미경으로 확인하거나, 또는 경도 측정한 결과, 재료 1 층의 구성상은 마르텐사이트가 되고, 재료 2 층의 구성상은 페라이트가 된 것을 확인할 수 있었다.
이어서, 실시예 12 의 복층 강에 대해 강도 측정 및 신도 측정을 실시한 결과, 강도가 1040 MPa, 연성이 27% 인 것을 확인할 수 있었다.
이와 같이, 실시예 12 에서는, 그 강도 측정 및 신도 측정 결과에 대해 도 2 로부터 검증하면, 강도, 연성 등의 상반되는 특성을 양립시킬 수 있고, 강도, 연성, 접합성, 내취화 특성, 내피로 특성이 우수한 복층 강이 얻어진 것을 확인할 수 있었다.
이에 대하여, 실시예 12 와는 열처리 후의 냉각 방법만이 상이하며, 수랭 대신에 완랭 (緩冷) 을 실시한 비교예 3 에서는, 재료 2 층의 구성상이 페라이트가 되었지만, 재료 1 층의 구성상도 페라이트가 되어 강도가 710 MPa 로 낮아지고, 연성이 19% 로 낮아졌다.
이것으로부터, 열처리 후에 완랭을 실시한 경우에는, 재료 1 층의 구성상이 마르텐사이트가 되지 않아 강도가 저하되는 것을 확인할 수 있었다.
따라서, 상기 서술한 결과와, 표 3 중의 다른 실시예에 있어서의 열처리 등의 항목으로부터, 열처리 후의 냉각 방법은 수랭 또는 공랭이 바람직한 것을 확인할 수 있었다.
이렇게 하여, 표 3 에 있어서의 실시예 1∼16 은, 각 강도 및 연성을 측정한 결과에 대해 도 2 를 기초로 검증하면, 모두 강도, 연성 등의 상반되는 특성을 양립시킬 수 있고, 강도, 연성, 접합성, 내취화 특성, 내피로 특성이 우수한 복층 강이 얻어진 것을 확인할 수 있었다.

Claims (22)

  1. 삭제
  2. 조직 또는 기계적 특성이 상이한 적어도 2 종 이상의 강을 층상으로 겹친 적층 강을 압연하고, 소정의 열처리를 실시함으로써, 마르텐사이트를 주된 상 (相) 으로 하는 제 1 층과, 오스테나이트 및 페라이트 중 적어도 1 종을 주된 상으로 하는 제 2 층을 형성한 것을 특징으로 하는 복층 강.
  3. 질량% 로, C : 0.05% 내지 0.4%, Si : 0.05% 내지 3.0%, Mn : 0.05% 내지 3.0% 및 불가피한 불순물을 함유하는 강 A,
    강 A 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Cr : 0.01% 내지 16.0%, Ni : 0.01% 내지 12.0%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0% 중 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강 B
    중 1 종 또는 2 종으로 이루어지는 제 1 층 및
    질량% 로, C : 0.01% 내지 0.15%, Si : 0.01% 내지 1.0%, Mn : 0.01% 내지 2.0%, Cr : 12.0% 내지 24.0%, Ni : 4.0% 내지 14.0%, N : 0.001% 내지 0.3% 및 불가피한 불순물을 함유하는 강 C,
    강 C 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0% 의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강 D,
    질량% 로, C : 0.001% 내지 0.15%, Si : 0.05% 내지 3.0%, Mn : 15.0% 내지 32.0%, 및 불가피한 불순물을 함유하는 강 E,
    강 E 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Cr : 0.01% 내지 12.0%, Ni : 0.01% 내지 40.0%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0%, N : 0.001% 내지 0.3% 의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강 F,
    질량% 로, C : 0.0001% 내지 0.05%, Si : 0.01% 내지 1.0%, Mn : 0.01% 내지 2.0%, 및 불가피한 불순물을 함유하는 강 G,
    강 G 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Cr : 0.01% 내지 12.0%, Ni : 0.01% 내지 40.0%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0% 의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강 H
    중 1 종 이상으로 이루어지는 제 2 층을 조합하고, 압연에 의해 형성한 것을 특징으로 하는 복층 강.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 복층 강을 구성하는 각 층이 125 ㎛ 이하의 두께로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복층 강.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 복층 강을 구성하는 층수가 5 층 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복층 강.
  6. 삭제
  7. 조직 또는 기계적 특성이 상이한 적어도 2 종 이상의 강을 층상으로 겹침으로써 적층 강을 형성하는 적층 단계와,
    상기 적층 강을 압연하고, 소정의 열처리를 실시함으로써, 마르텐사이트를 주된 상으로 하는 제 1 층과, 오스테나이트 및 페라이트 중 적어도 1 종을 주된 상으로 하는 제 2 층을 형성하고, 상기 제 1 층 및 상기 제 2 층을 구비한 복층 강을 제조하는 압연 단계
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 복층 강의 제조 방법.
  8. 질량% 로, C : 0.05% 내지 0.4%, Si : 0.05% 내지 3.0%, Mn : 0.05% 내지 3.0% 및 불가피한 불순물을 함유하는 강 A,
    강 A 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Cr : 0.01% 내지 16.0%, Ni : 0.01% 내지 12.0%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0% 중 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강 B
    중 1 종 또는 2 종으로 이루어지는 제 1 층 및
    질량% 로, C : 0.01% 내지 0.15%, Si : 0.01% 내지 1.0%, Mn : 0.01% 내지 2.0%, Cr : 12.0% 내지 24.0%, Ni : 4.0% 내지 14.0%, N : 0.001% 내지 0.3% 및 불가피한 불순물을 함유하는 강 C,
    강 C 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0% 의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강 D,
    질량% 로, C : 0.001% 내지 0.15%, Si : 0.05% 내지 3.0%, Mn : 15.0% 내지 32.0%, 및 불가피한 불순물을 함유하는 강 E,
    강 E 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Cr : 0.01% 내지 12.0%, Ni : 0.01% 내지 40.0%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0%, N : 0.001% 내지 0.3% 의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강 F,
    질량% 로, C : 0.0001% 내지 0.05%, Si : 0.01% 내지 1.0%, Mn : 0.01% 내지 2.0%, 및 불가피한 불순물을 함유하는 강 G,
    강 G 에 추가하여, 질량% 로, Nb : 0.001% 내지 0.1%, Ti : 0.001% 내지 0.1%, V : 0.001% 내지 0.5%, Cr : 0.01% 내지 12.0%, Ni : 0.01% 내지 40.0%, Mo : 0.01% 내지 3.0%, Cu : 0.01% 내지 1.0% 의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 강 H
    중 1 종 이상으로 이루어지는 제 2 층을 조합하여 압연하고, 복층 강을 형성하는 것을 특징으로 하는 복층 강의 제조 방법.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 복층 강을 구성하는 각 층이 125 ㎛ 이하의 두께로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복층 강의 제조 방법.
  10. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 복층 강을 구성하는 층수가 5 층 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복층 강의 제조 방법.
  11. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 복층 강의 각 층의 최종 두께를, 압연에 의해 압연 전의 각 층의 원래 두께의 1/2 이하로 하여 복층 강을 형성하는 것을 특징으로 하는 복층 강의 제조 방법.
  12. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 압연이 열간 압연인 것을 특징으로 하는 복층 강의 제조 방법.
  13. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 압연이 냉간 압연인 것을 특징으로 하는 복층 강의 제조 방법.
  14. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 압연이 온간 압연인 것을 특징으로 하는 복층 강의 제조 방법.
  15. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 압연이 열간 압연, 냉간 압연 및 온간 압연 중 적어도 2 종 이상 병용한 압연인 것을 특징으로 하는 복층 강의 제조 방법.
  16. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 압연 후에 열처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 복층 강의 제조 방법.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 온간 압연은 200 ℃ ∼ 750 ℃ 의 범위에서 압연을 실시하는 것을 특징으로 하는 복층 강의 제조 방법.
  18. 제 13 항에 있어서, 상기 냉간 압연은 압하율이 30% 이상인 압연을 적어도 1 회 이상 실시하는 것을 특징으로 하는 복층 강의 제조 방법.
  19. 제 7 항에 있어서, 상기 열처리는 900 ℃ ∼ 1250 ℃ 의 범위 내에서 1 초 이상 균열하고, 상기 열처리 후 상온까지 냉각시키는 것을 특징으로 하는 복층 강의 제조 방법.
  20. 제 15 항에 있어서, 상기 온간 압연은 200 ℃ ∼ 750 ℃ 의 범위에서 압연을 실시하는 것을 특징으로 하는 복층 강의 제조 방법.
  21. 제 15 항에 있어서, 상기 냉간 압연은 압하율이 30% 이상인 압연을 적어도 1 회 이상 실시하는 것을 특징으로 하는 복층 강의 제조 방법.
  22. 제 16 항에 있어서, 상기 열처리는 900 ℃ ∼ 1250 ℃ 의 범위 내에서 1 초 이상 균열하고, 상기 열처리 후 상온까지 냉각시키는 것을 특징으로 하는 복층 강의 제조 방법.
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