KR101552452B1

KR101552452B1 - 고강도 용융 아연 도금 강판 또는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판용 열연 강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101552452B1
Application number: KR1020147014733A
Authority: KR
Inventors: 마이 미야타; 요시츠구 스즈키; 야스노부 나가타키; 요시야스 가와사키; 히로카즈 스기하라
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2011-11-17
Filing date: 2012-11-02
Publication date: 2015-09-10
Also published as: IN2014MN00819A; CN103946409A; US20140314616A1; WO2013073124A1; KR20140088201A; JP2013108107A; EP2781614A4; TWI612151B; WO2013073124A9; JP5267638B2; US9758847B2; EP2781614A1; TW201326420A

Abstract

고강도 (540 ㎫ 이상의 인장 강도 TS) 를 갖고, 또한 표면 외관이 우수한 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판을 얻을 수 있는 열연 강판을 제공한다. C : 0.04 ∼ 0.20 질량％, Si : 0.7 ∼ 2.3 질량％, Mn : 0.8 ∼ 2.8 질량％, P : 0.1 질량％ 이하, S : 0.01 질량％ 이하, Al : 0.1 질량％ 이하, N : 0.008 질량％ 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고, Si, Mn, Fe 중에서 선택되는 1 종 이상의 원소를 함유하는 내부 산화물이 지철의 입계 및 입내에 존재하고, 이 중 지철의 입계의 내부 산화물은, 지철 표면으로부터 5 ㎛ 이내에 존재하고 또한 강판 폭 방향에 있어서의 내부 산화물의 형성 깊이의 차이가 2 ㎛ 이내이다.

Description

고강도 용융 아연 도금 강판 또는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판용 열연 강판 및 그 제조 방법{HOT-ROLLED STEEL SHEET FOR HIGH-STRENGTH GALVANIZED STEEL SHEET OR HIGH-STRENGTH GALVANNEALED STEEL SHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은, 자동차 부재 용도에 바람직한 표면 안정성이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판 또는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판용 열연 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 지구 환경의 보호 의식의 고양으로부터, 자동차의 CO₂ 배출량 삭감을 향한 연비 개선이 강하게 요구되고 있다. 이에 수반하여, 차체 재료를 고강도화하여 박육화를 도모하고, 차체를 경량화하고자 하는 움직임이 활발해지고 있다. 그러나, 강판을 고강도화하면 연성의 저하가 염려된다. 이 때문에 고강도 고연성 강판의 개발이 요망되고 있다.

강판의 고강도화에는, Si, Mn, P, Al 등의 고용 강화 원소의 첨가가 실시된다. 그 중에서도 Si 나 Al 은 강의 연성을 저해하지 않고 고강도화할 수 있는 이점이 있어, Si 함유 강판은 고강도 강판으로서 유망하다. 그러나, Si 를 다량으로 함유하는 고강도 강판을 모재로 하는 용융 아연 도금 강판이나 합금화 용융 아연 도금 강판을 제조하는 경우, 이하와 같은 문제가 있다.

용융 아연 도금 강판의 제조 공정에서는, 비산화성 분위기 또는 환원 분위기 중에 있어서 600 ∼ 900 ℃ 정도의 온도에서 가열 어닐링을 실시한 후, 용융 아연 도금 처리를 실시한다. 그러나, 강 중의 Si 는 산화 용이성 원소이기 때문에, 일반적으로 사용되는 비산화성 분위기나 환원 분위기 중에서도 선택 산화되고, 표면에 농화되어 산화물을 형성한다. 이 산화물은 도금 처리시의 용융 아연과의 젖음성을 저하시켜 부 (不) 도금을 발생시키므로, 강 중 Si 농도의 증가와 함께 젖음성이 급격하게 저하되어, 부도금이 다발한다. 또, 부도금에 이르지 않은 경우에도, 부착량 제어성이 떨어지거나 혹은 합금화가 현저하게 지연된다는 문제를 발생시킨다. 특히, 합금화의 지연은 강판의 길이 방향 및 폭 방향에서의 합금화 속도의 차이가 나기 쉽기 때문에, 균일한 표면을 얻는 것이 곤란해진다.

또한, Si 함유 강은 열간 압연 공정에서 디스케일링에 의한 스케일 제거가 곤란하고, 적스케일로 불리는 스케일 결함이 표면에 발생한다. 또, 적스케일이 형성되지 않은 경우에도, 강판 표면에 분사되는 물이 닿는 쪽에 불균일이 발생함으로써, 강판 폭 방향에서 스케일의 박리성이 상이한 영역이 존재한다. 디스케일링 후에 잔존한 스케일은 열간 압연 후의 산세로 제거되지만, 스케일의 박리성이 상이한 영역에서는 표면 성상에 차이가 있기 때문에, 그 후의 용융 아연 도금의 합금화 공정에 있어서 불균일이 발생하여, 줄무늬상의 모양이 생성되는 결함이 된다.

이들 문제 중 Si 의 표면 농화에 대해서는, 특허문헌 1 에 있어서, 미리 산화성 분위기 중에서 강판을 가열하여 표면에 산화철을 형성한 후, 환원 어닐링을 실시함으로써, 용융 아연과의 젖음성을 개선하는 방법이 제안되어 있다. 또, 특허문헌 2 에는, 환원 어닐링 공정에 있어서의 산소 포텐셜을 저하시킴으로써, Si 의 표면 농화를 억제하는 방법이 제안되어 있다.

한편, 디스케일링에 대해서는, 특허문헌 3 에 있어서, 고압수의 분사 압력을 고압화함으로써 디스케일링을 강화하는 방법이 제안되어 있다.

일본 특허공보 제3956550호 일본 공개특허공보 2010-255100호 일본 특허공보 제4035117호

그러나, 특허문헌 1, 2 의 방법은, 강대 길이 방향 및 폭 방향에서의 불균일에 관해서는 전혀 고려되어 있지 않다. 또한, 어닐링 전의 냉연인 채의 단계에서 강판에 불균일이 있었던 경우에는 대응하지 못하고, 오히려 불균일을 현저하게 증대시킬 우려가 있다. 또, 특허문헌 3 에서는, 열간 압연 공정에 있어서의 표면 불균일의 대책에 대해 제안하고 있지만, 분사수의 간섭에 대해 고려되어 있지 않기 때문에, 간섭에 의한 디스케일링 불균일을 해소할 수 없다.

본 발명의 목적은, 이상과 같은 종래 기술의 과제를 해결하고, 고강도 (540 ㎫ 이상의 인장 강도 TS) 를 갖고, 또한 표면 외관이 우수한 용융 아연 도금 강판 또는 합금화 용융 아연 도금 강판을 얻을 수 있는 열연 강판을 제공하는 것에 있다.

또, 본 발명의 다른 목적은, 그와 같은 열연 강판을 안정적으로 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은, Si 를 함유하는 열연 강판으로서, 표면 외관이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판 또는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판을 제조하기 위한 열연 강판을 얻기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 이하와 같은 사실을 알아냈다.

용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판의 표면에 형성된 결함이나 합금화의 불균일과 어닐링 이전의 단계에서 강판에 형성되는 산화물의 불균일의 대응을 조사한 결과, 열간 압연 공정에서 형성되는 산화물의 불균일이 큰 영향을 미치는 것을 알았다. 즉, 먼저, 열간 압연 공정에서 강판 내부에 형성되는 산화물의 형성 상태에 불균일이 있으면, 그 후의 어닐링시에 강판 표면에 형성되는 Si 산화물의 불균일이 되고, 이것이 도금 후의 부착량 및 합금화 불균일의 원인이 되는 것을 알았다.

열간 압연시에 형성되는 내부 산화물에 주목하여 조사한 결과, 지철 입계에 있어서의 내부 산화물의 형성 깊이가 5 ㎛ 이하이면, 도금 후의 불균일의 발생이 억제되는 경향이 있는 것을 알았다. 이것은, 지철 입계에 내부 산화물이 형성된 경우, 그 후의 산세 공정에서 입계가 우선적으로 부식되기 때문에, 산화물의 형성 깊이에 의한 불균일이 더욱 커지기 때문인 것으로 생각된다. 또한, 강판 폭 방향에 있어서 입계의 내부 산화물의 형성 깊이의 차이가 2 ㎛ 이하인 경우에는, 도금 후의 불균일이 거의 해소되는 것을 알았다.

열간 압연시의 내부 산화는 주로 권취 후에 스케일로부터 강판 내부에 산소가 공급됨으로써 형성된다. 따라서, 권취 온도를 저하시킴으로써 내부 산화의 형성을 억제하고, 도금 후의 불균일을 억제할 수 있다.

그러나, 권취 온도를 저하시켜도 강판의 폭 방향에 있어서 내부 산화의 불균일이 해소되지 않는 경우가 있는 것을 알았다. 그래서, 내부 산화물과 표면 상태의 관계에 주목하여 조사한 결과, 스케일의 박리성이 상이한 영역의 내부 산화물의 형성 상태를 비교하면, 스케일이 박리된 영역에서는 내부 산화가 억제되고, 스케일의 박리성이 나빴던 영역에서는 내부 산화가 촉진되는 경향이 있는 것을 알았다. 이것은, 스케일의 박리성이 나빴던 영역에서는, 권취 전에도 스케일로부터 강판 내부에 산소가 공급되지만, 스케일이 박리된 영역에서는 산소가 공급되지 않기 때문인 것으로 생각된다. 이 결과, 내부 산화물의 형성 깊이의 차이가 2 ㎛ 초과가 되어, 도금 후의 불균일이 발생하는 것으로 추측된다. 따라서, 내부 산화물의 형성 불균일을 억제하기 위해서는, 디스케일링에 의한 스케일 박리를 균일하게 할 필요가 있는 것을 알았다.

또한, 열간 압연 공정에서는 내부 산화물을 가능한 한 형성시키지 않는 것이 바람직하지만, 어닐링 공정에서는 내부 산화물의 형성을 촉진시킴으로써 도금성의 개선이 전망된다. 그래서, 강판의 성분과 내부 산화 형성량의 관계를 조사한 결과, 강판에 함유되는 Si 와 Mn 의 질량비가 1 미만이면 동일한 어닐링 조건에서도 Si 의 표면 농화는 억제되고, 한편, 내부 산화는 촉진되는 것을 알았다. 또한, 합금화 온도도 저하되기 때문에, 합금화도의 차이가 나기 어려운 것도 알았다.

본 발명은, 이상과 같은 지견에 기초하여 이루어진 것으로서, 이하를 요지로 하는 것이다.

[1] C : 0.04 ∼ 0.20 질량％, Si : 0.7 ∼ 2.3 질량％, Mn : 0.8 ∼ 2.8 질량％, P : 0.1 질량％ 이하, S : 0.01 질량％ 이하, Al : 0.1 질량％ 이하, N : 0.008 질량％ 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고, Si, Mn, Fe 중에서 선택되는 1 종 이상의 원소를 함유하는 내부 산화물이 지철의 입계 및 입내 (粒內) 에 존재하고, 이 중 지철의 입계의 내부 산화물은, 지철 표면으로부터 5 ㎛ 이내에 존재하고 또한 강판 폭 방향에 있어서의 내부 산화물의 형성 깊이의 차이가 2 ㎛ 이내인 것을 특징으로 하는, 고강도 용융 아연 도금 강판 및 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판용 열연 강판.

[2] 상기 [1] 의 열연 강판에 있어서, 성분 조성의 Si 와 Mn 의 질량비 [Si/Mn] 가 1 미만인 것을 특징으로 하는, 고강도 용융 아연 도금 강판 또는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판용 열연 강판.

[3] 상기 [1] 또는 [2] 의 열연 강판에 있어서, 성분 조성으로서, 추가로 Cr : 0.05 ∼ 1.0 질량％, V : 0.005 ∼ 0.5 질량％, Mo : 0.005 ∼ 0.5 질량％, Ni : 0.05 ∼ 1.0 질량％, Cu : 0.05 ∼ 1.0 질량％ 중에서 선택되는 1 종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는, 고강도 용융 아연 도금 강판 또는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판용 열연 강판.

[4] 상기 [1] ∼ [3] 중 어느 하나의 열연 강판에 있어서, 성분 조성으로서, 추가로 Ti : 0.01 ∼ 0.1 질량％, Nb : 0.01 ∼ 0.1 질량％, B : 0.0003 ∼ 0.0050 질량％ 중에서 선택되는 1 종 이상 함유하는 것을 특징으로 하는, 고강도 용융 아연 도금 강판 또는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판용 열연 강판.

[5] 상기 [1] ∼ [4] 중 어느 하나의 열연 강판에 있어서, 성분 조성으로서, 추가로 Ca : 0.001 ∼ 0.005 질량％, REM : 0.001 ∼ 0.005 질량％ 중에서 선택되는 1 종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는, 고강도 용융 아연 도금 강판 또는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판용 열연 강판.

[6] 상기 [1] ∼ [5] 중 어느 하나에 기재된 성분 조성을 갖는 강 슬래브를, 열간 압연 공정에 있어서, 조 압연 후, 마무리 압연 전에 충돌압 0.3 ㎫ 이상 1.8 ㎫ 미만에서 고압수 분사에 의한 디스케일링을 실시하고, 마무리 온도 850 ℃ 이상에서 압연 종료한 후, 450 ∼ 650 ℃ 에서 권취하는 것을 특징으로 하는, 고강도 용융 아연 도금 강판 또는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판용 열연 강판의 제조 방법.

또한, 본 발명에 있어서, 「고강도 용융 아연 도금 강판」및 「고강도 합금화 용융 아연 도금 강판」이란, 인장 강도 TS 가 540 ㎫ 이상인 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판이다.

본 발명의 열연 강판에 의하면, 고강도 (540 ㎫ 이상의 인장 강도 TS) 를 갖고, 또한 표면 외관이 우수한 용융 아연 도금 강판 또는 합금화 용융 아연 도금 강판을 제조할 수 있다. 이들 도금 강판은, 특히 자동차 구조 부재에 적용함으로써 차체 경량화에 의한 연비 개선을 도모할 수 있다.

또, 본 발명의 제조 방법에 의하면, 그와 같은 열연 강판을 안정적으로 제조할 수 있다.

이하, 본 발명의 상세를 설명한다.

먼저, 강판의 성분 조성에 대해 설명한다. 본 발명의 열연 강판은, C : 0.04 ∼ 0.20 질량％, Si : 0.7 ∼ 2.3 질량％, Mn : 0.8 ∼ 2.8 질량％, P : 0.1 질량％ 이하, S : 0.01 질량％ 이하, Al : 0.1 질량％ 이하, N : 0.008 질량％ 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖는다. 또, 이상의 성분 조성에 있어서, Si 와 Mn 의 질량비 [Si/Mn] 는 1 미만인 것이 바람직하다.

·C : 0.04 ∼ 0.20 질량％

C 는 오스테나이트 생성 원소로서, 어닐링판 조직을 복합화하고, 강도와 연성의 향상에 유효한 원소이다. C 량이 0.04 질량％ 미만에서는, 어닐링판의 강도의 확보가 어렵다. 한편, C 를 0.20 질량％ 를 초과하여 과잉으로 첨가하면, 용접부 및 열 영향부의 경화가 현저하고, 용접부의 기계적 특성이 열화되기 때문에, 스폿 용접성, 아크 용접성 등이 저하된다. 이 때문에 C 량은 0.04 ∼ 0.20 질량％ 로 한다. 또, 이상의 관점에서 보다 바람직한 C 량은 0.05 ∼ 0.14 질량％ 이고, 특히 바람직한 C 량은 0.07 ∼ 0.12 질량％ 이다.

·Si : 0.7 ∼ 2.3 질량％

Si 는 페라이트 생성 원소로서, 어닐링판의 페라이트의 고용 강화 및 가공 경화능의 향상에 유효한 원소이기도 하다. 디스케일링 불균일에 의한 합금화 불균일의 문제는 Si 량이 0.7 질량％ 이상에서 현재화된다. 한편, Si 량이 2.3 질량％ 를 초과하면 후술하는 제조 방법에 있어서도, 부착량 불균일 및 합금화 불균일을 피할 수 없다. 이 때문에, Si 량은 0.7 ∼ 2.3 질량％ 로 한다.

·Mn : 0.8 ∼ 2.8 질량％

Mn 은 오스테나이트 생성 원소로서, 어닐링판의 강도 확보에 유효한 원소이다. Mn 량이 0.8 질량％ 미만에서는 강도의 확보가 어렵다. 한편, Mn 을 2.8 질량％ 를 초과하여 과잉으로 첨가하면, 열간 압연 단계에서의 페라이트 변태와 펄라이트 변태가 지연되어, 재질이 저하될 염려가 있다. 또 최근, Mn 의 합금 비용이 상승하고 있기 때문에 비용 상승의 요인도 된다. 이 때문에, Mn 량은 0.8 ∼ 2.8 질량％ 로 한다. 또, 상기 관점에서 보다 바람직한 Mn 량은 1.2 ∼ 2.8 질량％ 이다.

·P : 0.1 질량％ 이하

P 는 강의 강화에 유효한 원소이지만, 0.1 질량％ 를 초과하여 과잉으로 첨가하면, 입계 편석에 의해 취화를 일으켜 내충격성을 열화시킨다. 또, 0.1 질량％ 를 초과하면 합금화 속도를 대폭 지연시킨다. 이 때문에, P 는 0.1 질량％ 이하로 한다. 또, 상기 관점에서 보다 바람직한 P 량은 0.02 질량％ 이하이다.

·S : 0.01 질량％ 이하

S 는 MnS 등의 개재물이 되어, 내충격성의 열화나 용접부의 메탈 플로우를 따른 균열의 원인이 되므로 최대한 낮은 편이 좋은데, 제조 비용의 면에서 S 량은 0.01 질량％ 이하로 한다. 또, 상기 관점에서 보다 바람직한 S 량은 0.005 질량％ 이하이다.

·Al : 0.1 질량％ 이하

Al 의 과잉의 첨가는, 산화물계 개재물의 증가에 의한 표면 성상이나 성형성의 열화를 초래하고, 비용이 비싸지기 때문에, Al 량은 0.1 질량％ 이하로 한다. 또, 상기 관점에서 보다 바람직한 Al 량은 0.05 질량％ 이하이다.

·N : 0.008 질량％ 이하

N 은 강의 내시효성을 가장 크게 열화시키는 원소로서, 적을수록 바람직하고, 0.008 질량％ 를 초과하면 내시효성의 열화가 현저해진다. 이 때문에, N 량은 0.008 질량％ 이하로 한다.

·Si 와 Mn 의 질량비 [Si/Mn] : 1 미만

강판이 함유하는 Si 와 Mn 의 질량비 [Si/Mn] 가 1 미만이면, Si 와 Mn 의 복합 산화물의 형성 산소 포텐셜이 저하되기 때문에, Si 가 복합 산화물로서 강판 내에 내부 산화를 형성하기 쉬워진다. 그 결과, 어닐링에서의 Si 표면 농화가 억제되고, 어닐링에서의 표면 불균일이 생성되기 어려워진다. 이 때문에, Si 와 Mn 의 질량비 [Si/Mn] 는 1 미만으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 열연 강판은, 상기 서술한 성분 원소에 추가하여, 이하의 합금 원소를 필요에 따라 첨가할 수 있다.

·Cr : 0.05 ∼ 1.0 질량％, V : 0.005 ∼ 0.5 질량％, Mo : 0.005 ∼ 0.5 질량％, Ni : 0.05 ∼ 1.0 질량％, Cu : 0.05 ∼ 1.0 질량％ 중에서 선택되는 1 종 이상

Cr, V, Mo, Ni, Cu 는 강의 강화에 유효한 원소로서, 본 발명에서 규정한 범위 내이면 강의 강화에 사용해도 지장없다. 그 효과는, Cr 은 0.05 질량％ 이상, V 는 0.005 질량％ 이상, Mo 는 0.005 질량％ 이상, Ni 는 0.05 질량％ 이상, Cu 는 0.05 질량％ 이상에서 얻어진다. 그러나, Cr 은 1.0 질량％, V 는 0.5 질량％, Mo 는 0.5 질량％, Ni 는 1.0 질량％, Cu 는 1.0 질량％ 를 초과하여 과잉으로 첨가하면, 마텐자이트 등의 제 2 상의 분율이 과대해져, 현저한 강도 상승에 의한 연성 저하의 염려가 생긴다. 또, 비용 상승의 요인도 된다. 이 때문에, 이들 원소를 첨가하는 경우에는, Cr 량은 0.05 ∼ 1.0 질량％, V 량은 0.005 ∼ 0.5 질량％, Mo 량은 0.005 ∼ 0.5 질량％, Ni 량은 0.05 ∼ 1.0 질량％, Cu 량은 0.05 ∼ 1.0 질량％ 로 한다.

·Ti : 0.01 ∼ 0.1 질량％, Nb : 0.01 ∼ 0.1 질량％, B : 0.0003 ∼ 0.0050 질량％ 중에서 선택되는 1 종 이상

Ti, Nb 는 강의 석출 강화에 유효한 원소이다. 그 효과는, Ti 는 0.01 질량％ 이상, Nb 는 0.01 질량％ 이상에서 얻어진다. 또, B 는 강의 강화에 유효한 원소로서, 그 효과는 0.0003 질량％ 이상에서 얻어진다. 그러나, Ti 는 0.1 질량％, Nb 는 0.1 질량％, B 는 0.0050 질량％ 를 초과하여 과잉으로 첨가하면, 마텐자이트 등의 제 2 상의 분율이 과대해져, 현저한 강도 상승에 의한 연성 저하의 염려가 생긴다. 또, 비용 상승의 요인도 된다. 이 때문에, 이들 원소를 첨가하는 경우에는, Ti 량은 0.01 ∼ 0.1 질량％, Nb 량은 0.01 ∼ 0.1 질량％, B 량은 0.0003 ∼ 0.0050 질량％ 로 한다.

·Ca : 0.001 ∼ 0.005 질량％, REM : 0.001 ∼ 0.005 질량％ 중에서 선택되는 1 종 이상

Ca 및 REM 은, 황화물의 형상을 구상화하고, 국부 연성에 대한 황화물의 악영향을 개선하기 위해 유효한 원소이다. 이 효과를 얻기 위해서는, 각각 0.001 질량％ 이상 필요하다. 그러나, 과잉의 첨가는, 개재물 등의 증가를 일으켜 표면 및 내부 결함 등을 일으킨다. 따라서, Ca, REM 을 첨가하는 경우에는, 그 첨가량은 각각 0.001 ∼ 0.005 질량％ 로 한다.

다음으로, 강판의 내부 산화물의 형성 조건에 대해 설명한다. 본 발명의 열연 강판은, Si, Mn, Fe 중에서 선택되는 1 종 이상의 원소를 함유하는 내부 산화물이 지철의 입계 및 입내에 존재하고, 이 중 지철의 입계의 산화물은 지철 표면으로부터 5 ㎛ 이내에 존재하고, 또한 강판 폭 방향에 있어서의 내부 산화물 형성 깊이의 차이가 2 ㎛ 이내인 것을 조건으로 한다.

·Si, Mn, Fe 중에서 선택되는 1 종 이상의 원소를 함유하는 내부 산화물이 지철의 입계 및 입내에 존재하고, 이 중 지철의 입계의 산화물은 지철 표면으로부터 5 ㎛ 이내에 존재하는 것

Si 를 함유하는 슬래브를 열간 압연하기 위해 가열하면, Si 또는/및 Mn 을 함유하는 내부 산화가 발생한다. 이 내부 산화물은, 강판 내부에서 산소 포텐셜이 비교적 높은 입계 및 강판 표면 부근의 입내에 형성된다. 내부 산화물이 강판 표층으로부터 5 ㎛ 를 초과하여 형성되면, 내부 산화물 형성 깊이에 불균일이 발생하기 쉬워지기 때문에, 어닐링 중의 표면 농화 불균일로 이어진다. 내부 산화물 중에서도, 특히 Si 를 함유하는 내부 산화물이 그와 같은 문제를 발생시키기 쉽다. 또, 입내에 산화물이 형성된 경우에는, 그 후의 산세에 의해 내부 산화물이 형성된 결정립째 제거되지만, 입계에 형성된 경우에는 입계가 우선적으로 부식되기 때문에, 불균일의 원인이 된다. 그 때문에, 입계에 존재하는 산화물의 존재 범위는 지철 표면으로부터 5 ㎛ 이내로 한다.

·강판 폭 방향에서의 입계의 내부 산화물의 형성 깊이의 차이가 2 ㎛ 이내인 것

입계의 내부 산화물의 형성 깊이가 강판의 폭 방향에서 상이하면, 어닐링 공정에 있어서의 표면 농화의 형성 상태가 상이하고, 도금 후의 불균일이 발생한다. 강판 폭 방향에서의 내부 산화층의 형성 깊이의 차이가 2 ㎛ 를 초과하면 도금 후의 불균일이 현저해진다. 그 때문에, 강판 폭 방향에서의 내부 산화물의 형성 깊이의 차이는 2 ㎛ 이내로 한다.

내부 산화물을 확인하기 위해서는, 강판의 단면 매립 연마 샘플을 주사형 전자 현미경 (SEM) 으로 관찰한다. 내부 산화물은 경원소를 함유하기 때문에 SEM 의 반사 전자 이미지에 있어서 강판보다 어두운 콘트라스트로 관찰되는 부분으로서 확인할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 서술한 입계의 내부 산화물의 최대 형성 깊이와, 강판 폭 방향에서의 입계의 내부 산화물의 형성 깊이의 차이를 구하려면, 디스케일링 노즐 간격과는 상이한 간격으로 강판 폭 방향의 8 개 지점으로부터 샘플을 채취하고, 상기 서술한 단면 관찰에 의해 내부 산화물의 형성 깊이를 측정한다. 이와 같은 조건으로 샘플을 채취하는 이유는, 강판 폭 방향에서 등간격으로 배치되는 디스케일링 노즐의 노즐 바로 아래와 노즐 사이에서는 디스케일링성이 상이하기 때문이다. 그 형성 깊이의 최대값을 내부 산화물의 최대 형성 깊이로 하고, 형성 깊이의 최대값과 최소값의 차이를 내부 산화층의 형성 깊이의 차이로 한다.

다음으로, 본 발명의 열연 강판의 제조 방법에 대해 설명한다.

본 발명의 열연 강판의 제조 방법은, 상기 서술한 성분 조성을 갖는 강 슬래브를, 열간 압연 공정에 있어서, 조 압연 후, 마무리 압연 전에 충돌압 0.3 ㎫ 이상 1.8 ㎫ 미만에서 고압수 분사에 의한 디스케일링을 실시하고, 마무리 온도 850 ℃ 이상에서 압연 종료한 후, 450 ∼ 650 ℃ 에서 권취함으로써 제조할 수 있다.

용제된 강은 분괴 또는 연속 주조를 거쳐 슬래브로 하고, 열간 압연을 실시하여 열연 강판으로 한다. 슬래브의 가열 온도는 특별히 한정되지 않지만, 1100 ∼ 1300 ℃ 정도가 바람직하다. 열간 압연 공정에서는, 조 압연 후, 마무리 압연 전에 고압수 분사에 의한 디스케일링을 실시하고, 이어서 마무리 압연을 실시하여 코일에 권취한다.

·조 압연 후, 마무리 압연 전에 있어서의 충돌압 0.3 ㎫ 이상 1.8 ㎫ 미만에서의 고압수 분사에 의한 디스케일링

고압수 분사에 의한 디스케일링에서의 고압수의 충돌압이 0.3 ㎫ 미만에서는 스케일이 다량으로 잔존하기 때문에, 스케일성 결함의 원인이 된다. 고압수 분사에 의한 디스케일링의 충돌압은 스케일 박리의 관점에서 일반적으로는 큰 편이 바람직하다. 특히 Si 를 함유하는 강판에서는, 스케일의 박리성이 열화되기 때문에 고압의 디스케일링이 일반적이다. 그러나, 충돌압은 노즐로부터의 거리 및 이웃하는 디스케일링 노즐로부터의 고압수의 간섭에 의해 강판 폭 방향에서 차이가 발생하기 때문에 스케일 박리에 차이가 발생한다. 이 스케일 박리 불균일이 내부 산화물의 형성 불균일로 이어진다. 또한, 스케일의 박리 불균일이 발생한 영역에서는, 부착량 및 합금화도가 불균일이 되지 않는 경우에도, 표면 성상이 상이하기 때문에 합금화 후에 줄무늬상의 모양이 되는 경우가 있다. 이들 강판 폭 방향의 불균일이 발생하는 경향은 충돌압이 1.8 ㎫ 이상에서 현저해진다. 이 때문에, 충돌압은 0.3 ㎫ 이상 1.8 ㎫ 미만으로 한다.

·열연 마무리 온도 : 850 ℃ 이상

열연 마무리 온도 (마무리 압연 출측 온도) 가 850 ℃ 미만인 경우, 디스케일링성이 떨어지기 때문에 스케일 박리되기 어려워져, 스케일성의 결함이 발생한다. 그 때문에, 열연 마무리 온도는 850 ℃ 이상으로 한다.

·열연 권취 온도 : 450 ∼ 650 ℃

열연 권취 온도가 650 ℃ 를 초과하면, 내부 산화물이 다량으로 생성되어, 내부 산화물의 존재 깊이가 5 ㎛ 를 초과한다. 한편, 열연 권취 온도가 450 ℃ 미만에서는, 내부 산화물이 거의 형성되지 않고, 일방에 있어서 마텐자이트나 베이나이트와 같은 저온 변태상이 많이 형성되어, 강판의 폭 방향에서 불균일한 경도 분포가 발생하여 재질이 열화되기 쉽다. 이 때문에, 열연 권취 온도는 450 ∼ 650 ℃ 로 한다.

또한, 본 발명의 제조 방법에 있어서의 열간 압연 공정의 열 처리에 대해서는, 열 이력 조건만 만족하면, 어떠한 설비로 열 처리를 실시해도 상관없다.

이상과 같이 하여 얻어진 본 발명의 열연 강판은, 통상적으로 산세되고, 필요에 따라 탈지 등의 예비 처리가 실시된 후, 필요에 따라 냉간 압연을 실시하고, 어닐링 처리 및 용융 아연 도금 처리가 실시된다. 이 어닐링 처리 및 용융 아연 도금 처리에 대해서는, 예를 들어, 어닐링 전의 전처리 또는 어닐링 분위기의 산소 포텐셜의 저하 등에 의해 Si 의 표면 농화를 억제하고, 부도금이 발생하지 않는 조건이면, 통상적으로 공지된 공정이면 된다. 추가하여, 용융 아연 도금 후에 합금화 처리를 실시하는 경우에는, 합금화 처리 후에 형상 교정을 위해 조질 압연을 실시해도 된다.

실시예

표 1 에 나타내는 성분 조성을 갖고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강을 전로로 용제하고, 연속 주조법으로 슬래브로 하였다. 얻어진 슬래브를 1200 ℃ 로 가열하고, 조 압연을 실시한 후, 고압수 분사에 의한 디스케일링을 실시하고, 이어서 마무리 압연을 실시함으로써 2.3 ∼ 4.5 ㎜ 의 각 판 두께까지 열간 압연하고, 권취를 실시하였다. 이어서, 얻어진 열연판을 산세하고, 필요에 따라 냉간 압연을 실시한 후, 연속 용융 아연 도금 라인에 의해 어닐링 및 용융 아연 도금 처리를 실시하고, 이 도금 처리 후, 필요에 따라 합금화 처리를 실시하여, 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판을 얻었다.

상기 열연판으로부터 채취한 샘플에 대해, 입계의 내부 산화물의 최대 형성 깊이와, 강판 폭 방향에 있어서의 입계의 내부 산화물의 형성 깊이의 차이를 측정하였다. 입계의 내부 산화물의 최대 형성 깊이의 측정에서는, 앞서 서술한 바와 같이 강판 폭 방향 8 개 지점으로부터 샘플을 채취하여, 단면 관찰에 의해 내부 산화물의 형성 깊이를 측정하고, 최대값을 내부 산화물의 최대 형성 깊이로 하였다. 또, 강판 폭 방향에서의 입계의 내부 산화물의 형성 깊이의 차이는, 동일하게 강판 폭 방향 8 개 지점으로부터 샘플을 채취하여, 단면 관찰에 의해 내부 산화물의 형성 깊이를 측정하고, 형성 깊이의 최대값과 최소값의 차이를 내부 산화물의 형성 깊이의 차이로 하였다.

또, 앞서 서술한 바와 같이, 내부 산화물의 확인·측정은, 강판의 단면 매립 연마 샘플을 주사형 전자 현미경 (SEM) 으로 관찰함으로써 실시하였다. 이 때, 샘플을 적당한 조건으로 에칭하고, 에칭 전과 동일한 시야로 관찰함으로써 내부 산화물의 형성 영역과 입계의 대응을 확인할 수 있다.

또, 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판에 대해, 표면의 스케일성 결함 및 줄무늬상 모양의 유무, 강판 폭 방향의 도금 부착량 차이 및 합금화도 차이를 측정하고, 표면 안정성의 평가를 실시하였다.

도금 부착량 및 합금화도는, 강판 폭 방향의 1/4 위치, 2/4 위치, 3/4 위치 및 강판 양 단부로부터 100 ㎜ 위치의 합계 5 개 지점에서 도금 부착량 및 합금화도를 측정하고, 최대값과 최소값의 차이를 구하였다.

스케일성 결함 및 줄무늬상 모양의 유무는, 용융 도금 후 및 합금화 후에 육안으로 확인하였다.

그리고, 이상의 측정 결과로부터, 표면 안정성을 이하와 같은 기준으로 종합 평가하였다.

◎ : 스케일성 결함 및 줄무늬상 모양이 없고, 도금 부착량 차이가 2.0 g/㎡ 미만이고 또한 합금화도 차이가 1 ％ 미만인 경우

○ : 스케일성 결함 및 줄무늬상 모양이 없고, 도금 부착량 차이가 5.0 g/㎡ 미만이고 또한 합금화도 차이가 2 ％ 미만인 경우 (단, 상기 "◎" 의 경우를 제외한다)

× : 스케일성 결함 혹은 줄무늬상 모양이 있는 경우, 또는 도금 부착량 차이가 5.0 g/㎡ 이상 혹은 합금화도 차이가 2 ％ 이상인 경우

이상의 결과를 표 2 ∼ 표 5 에 나타낸다. 이것에 의하면, 본 발명예의 열연 강판은, 모두 인장 강도 TS 가 540 ㎫ 이상이고, 게다가 표면 안정성도 우수하다. 한편, 비교예에서는, 도금 부착량 차이 또는 합금화도 차이가 크고, 표면 안정성이 떨어졌다.

Claims

C : 0.04 ∼ 0.20 질량％, Si : 0.7 ∼ 2.3 질량％, Mn : 0.8 ∼ 2.8 질량％, P : 0.1 질량％ 이하, S : 0.01 질량％ 이하, Al : 0.1 질량％ 이하, N : 0.008 질량％ 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고, Si, Mn, Fe 중에서 선택되는 1 종 이상의 원소를 함유하는 내부 산화물이 지철의 입계 및 입내에 존재하고, 이 중 지철의 입계의 내부 산화물은, 지철 표면으로부터 5 ㎛ 이내에 존재하고 또한 강판 폭 방향에 있어서의 내부 산화물의 형성 깊이의 차이가 2 ㎛ 이내인 것을 특징으로 하는, 고강도 용융 아연 도금 강판 또는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판용 열연 강판.
제 1 항에 있어서,
성분 조성의 Si 와 Mn 의 질량비 [Si/Mn] 가 1 미만인 것을 특징으로 하는, 고강도 용융 아연 도금 강판 또는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판용 열연 강판.
제 1 항에 있어서,
성분 조성으로서, 추가로 Cr : 0.05 ∼ 1.0 질량％, V : 0.005 ∼ 0.5 질량％, Mo : 0.005 ∼ 0.5 질량％, Ni : 0.05 ∼ 1.0 질량％, Cu : 0.05 ∼ 1.0 질량％ 중에서 선택되는 1 종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는, 고강도 용융 아연 도금 강판 또는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판용 열연 강판.
제 1 항에 있어서,
성분 조성으로서, 추가로 Ti : 0.01 ∼ 0.1 질량％, Nb : 0.01 ∼ 0.1 질량％, B : 0.0003 ∼ 0.0050 질량％ 중에서 선택되는 1 종 이상 함유하는 것을 특징으로 하는, 고강도 용융 아연 도금 강판 또는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판용 열연 강판.
제 1 항에 있어서,
성분 조성으로서, 추가로 Ca : 0.001 ∼ 0.005 질량％, REM : 0.001 ∼ 0.005 질량％ 중에서 선택되는 1 종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는, 고강도 용융 아연 도금 강판 또는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판용 열연 강판.
제 1 항에 기재된 성분 조성을 갖는 강 슬래브를, 열간 압연 공정에 있어서, 조 압연 후, 마무리 압연 전에 충돌압 0.3 ㎫ 이상 1.8 ㎫ 미만에서 고압수 분사에 의한 디스케일링을 실시하고, 마무리 온도 850 ℃ 이상에서 압연 종료한 후, 450 ∼ 650 ℃ 에서 권취하는 것을 특징으로 하는, 고강도 용융 아연 도금 강판 또는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판용 열연 강판의 제조 방법.
제 2 항에 있어서,
성분 조성으로서, 추가로 Cr : 0.05 ∼ 1.0 질량％, V : 0.005 ∼ 0.5 질량％, Mo : 0.005 ∼ 0.5 질량％, Ni : 0.05 ∼ 1.0 질량％, Cu : 0.05 ∼ 1.0 질량％ 중에서 선택되는 1 종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는, 고강도 용융 아연 도금 강판 또는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판용 열연 강판.
제 2 항에 있어서,
성분 조성으로서, 추가로 Ti : 0.01 ∼ 0.1 질량％, Nb : 0.01 ∼ 0.1 질량％, B : 0.0003 ∼ 0.0050 질량％ 중에서 선택되는 1 종 이상 함유하는 것을 특징으로 하는, 고강도 용융 아연 도금 강판 또는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판용 열연 강판.
제 3 항에 있어서,
성분 조성으로서, 추가로 Ti : 0.01 ∼ 0.1 질량％, Nb : 0.01 ∼ 0.1 질량％, B : 0.0003 ∼ 0.0050 질량％ 중에서 선택되는 1 종 이상 함유하는 것을 특징으로 하는, 고강도 용융 아연 도금 강판 또는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판용 열연 강판.
제 2 항에 있어서,
성분 조성으로서, 추가로 Ca : 0.001 ∼ 0.005 질량％, REM : 0.001 ∼ 0.005 질량％ 중에서 선택되는 1 종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는, 고강도 용융 아연 도금 강판 또는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판용 열연 강판.
제 3 항에 있어서,
성분 조성으로서, 추가로 Ca : 0.001 ∼ 0.005 질량％, REM : 0.001 ∼ 0.005 질량％ 중에서 선택되는 1 종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는, 고강도 용융 아연 도금 강판 또는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판용 열연 강판.
제 4 항에 있어서,
성분 조성으로서, 추가로 Ca : 0.001 ∼ 0.005 질량％, REM : 0.001 ∼ 0.005 질량％ 중에서 선택되는 1 종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는, 고강도 용융 아연 도금 강판 또는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판용 열연 강판.
제 2 항에 기재된 성분 조성을 갖는 강 슬래브를, 열간 압연 공정에 있어서, 조 압연 후, 마무리 압연 전에 충돌압 0.3 ㎫ 이상 1.8 ㎫ 미만에서 고압수 분사에 의한 디스케일링을 실시하고, 마무리 온도 850 ℃ 이상에서 압연 종료한 후, 450 ∼ 650 ℃ 에서 권취하는 것을 특징으로 하는, 고강도 용융 아연 도금 강판 또는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판용 열연 강판의 제조 방법.
제 3 항에 기재된 성분 조성을 갖는 강 슬래브를, 열간 압연 공정에 있어서, 조 압연 후, 마무리 압연 전에 충돌압 0.3 ㎫ 이상 1.8 ㎫ 미만에서 고압수 분사에 의한 디스케일링을 실시하고, 마무리 온도 850 ℃ 이상에서 압연 종료한 후, 450 ∼ 650 ℃ 에서 권취하는 것을 특징으로 하는, 고강도 용융 아연 도금 강판 또는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판용 열연 강판의 제조 방법.
제 4 항에 기재된 성분 조성을 갖는 강 슬래브를, 열간 압연 공정에 있어서, 조 압연 후, 마무리 압연 전에 충돌압 0.3 ㎫ 이상 1.8 ㎫ 미만에서 고압수 분사에 의한 디스케일링을 실시하고, 마무리 온도 850 ℃ 이상에서 압연 종료한 후, 450 ∼ 650 ℃ 에서 권취하는 것을 특징으로 하는, 고강도 용융 아연 도금 강판 또는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판용 열연 강판의 제조 방법.
제 5 항에 기재된 성분 조성을 갖는 강 슬래브를, 열간 압연 공정에 있어서, 조 압연 후, 마무리 압연 전에 충돌압 0.3 ㎫ 이상 1.8 ㎫ 미만에서 고압수 분사에 의한 디스케일링을 실시하고, 마무리 온도 850 ℃ 이상에서 압연 종료한 후, 450 ∼ 650 ℃ 에서 권취하는 것을 특징으로 하는, 고강도 용융 아연 도금 강판 또는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판용 열연 강판의 제조 방법.