KR101585311B1

KR101585311B1 - 재질 안정성, 가공성 및 도금 외관이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판의 제조 방법

Info

Publication number: KR101585311B1
Application number: KR1020137032500A
Authority: KR
Inventors: 마이 미야타; 요시츠구 스즈키; 요시야스 가와사키; 다츠야 나카가이토; 신지로 가네코; 야스노부 나가타키
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2011-06-01
Filing date: 2012-06-01
Publication date: 2016-01-13
Also published as: CA2835809A1; KR20140007476A; US9340859B2; CN103597102B; EP2716773B1; TW201303040A; CN103597102A; US20140174608A1; EP2716773A4; CA2835809C; JP5793971B2; WO2012165661A1; EP2716773A1; JP2012251192A; MX2013014134A; MX336836B; TWI493054B

Abstract

540 ㎫ 이상의 인장 강도 (TS) 를 갖고, 또한 재질 안정성과 가공성, 및 도금 외관이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판의 제조 방법을 제공한다.
질량％ 로 C：0.04 ％ 이상 0.13 ％ 이하, Si：0.7 ％ 이상 2.3 ％ 이하, Mn：0.8 ％ 이상 2.0 ％ 이하, P：0.1 ％ 이하, S：0.01 ％ 이하, Al：0.1 ％ 이하, N：0.008 ％ 이하를 함유하는 강판에 대해, O₂：0.1 ∼ 20 vol％, H₂O：1 ∼ 50 vol％ 의 분위기 중에서 400 ∼ 750 ℃ 로 가열하고, 이어서 O₂：0.01 ∼ 0.1 vol％ 미만, H₂O：1 ∼ 20 vol％ 의 분위기 중에서 600 ∼ 850 ℃ 로 가열하는 제 1 가열 공정을 실시하고, 이어서 H₂：1 ∼ 50 vol％ 이고 노점이 0 ℃ 이하인 분위기 중에서 강판을 750 ∼ 900 ℃ 에서 15 ∼ 600 s 유지하고, 450 ∼ 550 ℃ 의 온도역으로 냉각시킨 후, 그 온도에서 10 ∼ 200 s 유지하는 제 2 가열 공정을 실시한 후, 용융 아연 도금 처리를 실시한다.

Description

재질 안정성, 가공성 및 도금 외관이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING HIGH STRENGTH GALVANIZED STEEL SHEET HAVING EXCELLENT STABILITY OF MECHANICAL PROPERTIES, FORMABILITY, AND COATING APPEARANCE}

본 발명은, 자동차, 전기 등의 산업 분야에서 사용되는 부재로서 바람직한 재질 안정성, 가공성이 우수하고, 또한 도금 외관이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판의 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 지구 환경 보전의 견지에서, 자동차의 연비 향상이 중요한 과제로 되고 있다. 이것에 수반하여, 차체 재료의 고강도화에 의해 박육화를 도모하고, 차체 그 자체를 경량화하고자 하는 움직임이 활발해지고 있다.

그러나, 강판의 고강도화는 연성의 저하, 즉 성형 가공성의 저하를 초래한다. 이 때문에, 고강도와 고가공성을 겸비한 재료의 개발이 요망되고 있다.

또, 고강도 강판을 자동차 부품과 같은 복잡한 형상으로 성형 가공할 때에는, 돌출 부위나 신장 플랜지 부위에서 균열이나 네킹의 발생이 큰 문제가 된다. 그 때문에, 균열이나 네킹의 발생 문제를 극복할 수 있는 고연성과 고구멍 확장성을 양립한 고강도 강판도 필요시되고 있다.

또한 강판의 고강도화, 박육화에 의해 형상 동결성은 현저하게 저하된다. 이에 대응하기 위해, 프레스 성형시에, 이형 (離型) 후의 형상 변화를 미리 예측하고, 형상 변화량을 예상하여 형을 설계하는 것이 널리 실시되고 있다. 그러나, 강판의 인장 강도 (TS) 가 변화되면, 이들을 일정하게 한 예상량으로부터의 차이가 커져, 형상 불량이 발생하여, 프레스 성형 후에 한 개 한 개 형상을 판금 가공하거나 하는 수정이 불가결해져, 양산 효율을 현저하게 저하시킨다. 따라서, 강판의 TS 의 편차는 가능한 한 작게 하는 것이 요구되고 있다.

고강도 강판의 성형성 향상에 대해서는, 지금까지 페라이트-마텐자이트 2 상 강 (Dual-Phase 강) 이나 잔류 오스테나이트의 변태 유기 (誘起) 소성 (Transformation Induced Plasticity) 을 이용한 TRIP 강 등, 여러 가지 복합 조직형 고강도 용융 아연 도금 강판이 개발되어 왔다.

예를 들어, 특허문헌 1 에서는, 화학 성분 조성을 특정 범위로 규정함과 함께, 잔류 오스테나이트 및 마텐자이트의 체적률, 및 제조 조건을 규정한, 연성이 우수한 아연 도금 강판의 제조 방법이 제안되어 있다. 또, 특허문헌 2 에서는, 화학 성분 조성을 특정 범위로 규정함과 함께, 특수한 제조 조건을 규정한, 연성이 우수한 용융 아연 도금 강판이 제안되어 있다. 특허문헌 3 에서는, 화학 성분 조성을 특정 범위로 규정함과 함께, 페라이트와 베이니틱 페라이트와 잔류 오스테나이트의 체적률을 특정 범위로 규정한, 연성이 우수한 합금화 용융 아연 도금 강판이 제안되어 있다. 또, 특허문헌 4 에서는, 페라이트, 베이나이트 및 3 ％ 이상의 잔류 오스테나이트를 갖고, 판 폭 방향에 있어서의 신장의 편차가 개선된 고강도 냉연 강판의 제조 방법이 제안되어 있다.

일본 공개특허공보 2001-140022호 일본 공개특허공보 평04-026744호 일본 공개특허공보 2007-182625호 일본 공개특허공보 2000-212684호

그러나, 특허문헌 1 ∼ 3 에서는, 고강도 박강판의 연성을 향상시키는 것을 주목적으로 하고 있고, 구멍 확장성에 대해서는 고려되고 있지 않다. 또, 특허문헌 4 에서는, 판 폭 방향에 있어서의 전체 신장 EL 의 편차에 대해서만 서술하고 있고, 성분 조성이나 제조 조건에 의한 재질의 편차에 대해서는 고려되고 있지 않다. 이와 같이, 어느 기술에 있어서도, 고연성과 고구멍 확장성을 겸비하고, 또한 재질 안정성이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판은 여전히 얻어지고 있지 않다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 540 ㎫ 이상의 인장 강도 (TS) 를 갖고, 또한 재질 안정성과 가공성 (고연성과 고구멍 확장성) 이 우수하고, 또한 도금 외관도 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명자들은, 540 ㎫ 이상의 인장 강도 (TS) 를 갖고, 또한 재질 안정성과 가공성 (고연성과 고구멍 확장성) 및 도금 외관이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판을 얻기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 이하의 것을 지견하였다.

·Si 를 적극 첨가하여 그 함유량을 소정량 이상으로 함으로써, 페라이트의 가공 경화능 향상에 의한 연성의 향상과, 페라이트의 고용 강화에 의한 강도 확보 및 제 2 상과의 경도 차 완화에 의한 구멍 확장성의 향상이 가능해진다.

·베이니틱 페라이트나 펄라이트의 활용에 의해, 연질인 페라이트와 경질인 마텐자이트의 경도 차를 완화시킬 수 있어, 구멍 확장성의 향상이 가능해진다.

·최종 조직에 경질인 마텐자이트가 많이 존재하면 연질인 페라이트상의 이상 (異相) 계면에서 큰 경도 차가 발생하여, 구멍 확장성이 저하되기 때문에, 최종적으로 마텐자이트로 변태되는 미변태 오스테나이트를 펄라이트화하여, 페라이트, 베이니틱 페라이트, 펄라이트, 소량의 마텐자이트를 갖는 조직을 만듦으로써, 고연성을 유지한 채로, 구멍 확장성의 향상이 가능해지고, 또한 상기 각 상의 면적률을 적정하게 제어함으로써, 재질 안정성의 확보가 가능해진다.

한편으로, Si 를 함유시키면 도금 외관은 열화되는 것을 알고 있다. 통상, 용융 아연 도금 강판은 환원 분위기 중에서 열처리를 실시한 후, 용융 아연 도금 처리를 실시한다. 여기서, 강 중에 첨가된 Si 는 산화 용이성 원소이기 때문에, 일반적으로 사용되는 환원 분위기 중에서도 선택 산화되어, 강판의 표면에 농화되어 산화물을 형성한다. 이 산화물은 도금 처리시의 용융 아연과의 젖음성을 저하시켜 미도금을 발생시키므로, 강 중 Si 농도의 증가와 함께 젖음성이 급격하게 저하되어 미도금이 다발한다.

이와 같은 문제에 대해, 미리 산화성 분위기 중에서 강판을 가열하여 표면에 산화철을 형성한 후, 환원 어닐링을 실시함으로써, 용융 아연과의 젖음성을 개선할 수 있다. 그러나 한편으로, 환원 어닐링의 초기 단계에서 강판 표면으로부터 박리된 산화철이 롤에 부착되어, 강판 표면의 가압 흠집의 원인이 되는 경우가 있다. 이와 같은 강판 표면으로부터의 산화철의 박리 문제를 해소하기 위하여 검토한 결과, 산화철을 형성한 후에 미 (微) 산화성 분위기에서 강판을 가열하여 산화철의 최표면을 환원함으로써, 산화철의 박리가 억제되는 것을 지견하였다.

본 발명은, 이상의 지견에 기초하여 이루어진 것으로, 그 요지는 이하와 같다.

(1) 질량％ 로 C：0.04 ％ 이상 0.13 ％ 이하, Si：0.7 ％ 이상 2.3 ％ 이하, Mn：0.8 ％ 이상 2.0 ％ 이하, P：0.1 ％ 이하, S：0.01 ％ 이하, Al：0.1 ％ 이하, N：0.008 ％ 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강판에 대해, 전단에 있어서 O₂：0.1 ∼ 20 vol％, H₂O：1 ∼ 50 vol％ 를 함유하는 분위기 중에서 그 온도가 400 ∼ 750 ℃ 의 범위 내가 되도록 가열하고, 후단에 있어서 O₂：0.01 ∼ 0.1 vol％ 미만, H₂O：1 ∼ 20 vol％ 를 함유하는 분위기 중에서 강판을 600 ∼ 850 ℃ 의 범위 내의 온도가 되도록 가열하는 제 1 가열 공정을 실시하고, 이어서, H₂：1 ∼ 50 vol％ 를 함유하고 노점이 0 ℃ 이하인 분위기 중에서 강판을 750 ∼ 900 ℃ 의 온도역에서 15 ∼ 600 s 유지하고, 450 ∼ 550 ℃ 의 온도역으로 냉각시킨 후, 그 450 ∼ 550 ℃ 의 온도역에서 10 ∼ 200 s 유지하는 제 2 가열 공정을 실시한 후, 용융 아연 도금 처리를 실시하고, 면적률로, 75 ％ 이상의 페라이트상과, 1.0 ％ 이상의 베이니틱 페라이트상과, 1.0 ％ 이상 10.0 ％ 이하의 펄라이트상을 갖고, 또한 마텐자이트상의 면적률이 1.0 ％ 이상 5.0 ％ 미만이고, 또한 마텐자이트 면적률/(베이니틱 페라이트 면적률 ＋ 펄라이트 면적률) ≤ 0.6 을 만족하는 용융 아연 도금 강판을 얻는 것을 특징으로 하는, 재질 안정성, 가공성 및 도금 외관이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.

(2) 상기 강판은, 추가로, 질량％ 로, Cr：1.0 ％ 이하, V：0.5 ％ 이하, Mo：0.5 ％ 이하, Ni：1.0 ％ 이하, Cu：1.0 ％ 이하 중에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 에 기재된 재질 안정성, 가공성 및 도금 외관이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.

(3) 상기 강판은, 추가로, 질량％ 로, Ti：0.1 ％ 이하, Nb：0.1 ％ 이하, B：0.0050 ％ 이하 중에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2) 에 기재된 재질 안정성, 가공성 및 도금 외관이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.

(4) 상기 강판은, 추가로, 질량％ 로, Ca：0.005 ％ 이하, REM：0.005 ％ 이하 중에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 (1) ∼ (3) 중 어느 하나에 기재된 재질 안정성, 가공성 및 도금 외관이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.

(5) 상기 제 1 가열 공정 전단은 직화로 또는 무산화로에 의해, 공기비가 1 이상 1.3 이하의 조건에서 실시하고, 상기 제 1 가열 공정 후단은 직화로 또는 무산화로에 의해, 공기비가 0.6 이상 1 미만의 조건에서 실시하는 것을 특징으로 하는 상기 (1) ∼ (4) 중 어느 하나에 기재된 재질 안정성, 가공성 및 도금 외관이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.

(6) 상기 용융 아연 도금 처리 후에, 500 ∼ 600 ℃ 의 온도역에 있어서 하기 식을 만족하는 조건에서 아연 도금의 합금화 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 상기 (1) ∼ (5) 중 어느 하나에 기재된 재질 안정성, 가공성 및 도금 외관이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.

0.45 ≤ exp［200/(400-T)］× ln(t) ≤ 1.0

단,

T：500 ∼ 600 ℃ 의 온도역에서의 평균 유지 온도 (℃)

t：500 ∼ 600 ℃ 의 온도역의 유지 시간 (s)

exp(X), ln(X) 은, 각각 X 의 지수 함수, 자연 로그를 나타낸다.

또한, 본 명세서에 있어서, 강의 성분을 나타내는 ％ 는, 모두 질량％ 이다. 또, 본 발명에 있어서, 「고강도 용융 아연 도금 강판」이란, 인장 강도 (TS) 가 540 ㎫ 이상인 용융 아연 도금 강판이다.

또, 본 발명에 있어서는, 합금화 처리의 실시 여부에 관계없이, 용융 아연 도금에 의해 강판 상에 아연을 도금한 강판을 총칭하여 용융 아연 도금 강판이라고 호칭한다. 즉, 본 발명에 있어서의 용융 아연 도금 강판이란, 합금화 처리를 실시하지 않은 용융 아연 도금 강판, 합금화 처리를 실시한 합금화 용융 아연 도금 강판의 양방을 포함하는 것이다.

본 발명에 의하면, 540 ㎫ 이상의 인장 강도 (TS) 를 갖고, 또한 고연성과 고구멍 확장성인 점에서 가공성 및 재질 안정성이 우수하고, 또한 도금 외관이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판이 얻어진다. 본 발명의 고강도 용융 아연 도금 강판을, 예를 들어, 자동차 구조 부재에 적용함으로써 차체 경량화에 의한 연비 개선을 도모할 수 있어, 산업상 이용 가치는 매우 크다.

도 1 은, 어닐링 온도 (T₁) 와 TS 의 관계를 나타내는 도면이다.
도 2 는, 어닐링 온도 (T₁) 와 EL 의 관계를 나타내는 도면이다.
도 3 은, 냉각 평균 유지 온도 (T₂) 와 TS 의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4 는, 냉각 평균 유지 온도 (T₂) 와 EL 의 관계를 나타내는 도면이다.

이하에, 본 발명을 상세하게 설명한다.

(1) 먼저, 성분 조성에 대해 설명한다.

(a) C：0.04 ％ 이상 0.13 ％ 이하

C 는 오스테나이트 생성 원소이고, 강의 강화에 불가결한 원소이다. C 함유량이 0.04 ％ 미만에서는, 원하는 강도 확보가 어렵다. 한편, C 함유량이 0.13 ％ 를 초과하면, 용접부 및 열 영향부의 경화가 현저하고, 용접부의 기계적 특성이 열화되기 때문에, 스폿 용접성, 아크 용접성 등이 저하된다. 따라서, C 함유량은 0.04 ％ 이상 0.13 ％ 이하로 한다.

(b) Si：0.7 ％ 이상 2.3 ％ 이하

Si 는 페라이트 생성 원소이고, 또 고용 강화에 유효한 원소이기도 하다. 페라이트상의 가공 경화능 향상에 의한 양호한 연성 확보를 위해서는 Si 를 0.7 ％ 이상 함유시키는 것이 필요하다. 또한, 원하는 베이니틱 페라이트상의 면적률을 확보하고, 양호한 구멍 확장성을 확보하기 위해서도 0.7 ％ 이상 함유시키는 것이 필요하다. 그러나, Si 를 과잉으로 함유시키면, 적스케일 등의 발생에 의해 표면 성상의 열화나, 도금 부착·밀착성의 열화를 일으킨다. 따라서, Si 함유량은 0.7 ％ 이상 2.3 ％ 이하로 한다. 바람직하게는, 1.2 ％ 이상 1.8 ％ 이하이다.

(c) Mn：0.8 ％ 이상 2.0 ％ 이하

Mn 은, 강의 강화에 유효한 원소이다. 또, 오스테나이트를 안정화시키는 원소이고, 제 2 상의 분율 조정에 필요한 원소이다. 이 때문에, Mn 은 0.8 ％ 이상 함유시킬 필요가 있다. 한편, 2.0 ％ 를 초과하여 과잉으로 함유시키면, 제 2 상 중의 마텐자이트 면적률이 증가하여, 재질 안정성의 확보가 곤란해진다. 또, 최근 Mn 의 합금 비용이 상승하고 있으므로, 비용 상승의 요인으로도 연결된다. 따라서, Mn 함유량은 0.8 ％ 이상 2.0 ％ 이하로 한다. 바람직하게는 1.0 ％ 이상 1.8 ％ 이하이다.

(d) P：0.1 ％ 이하

P 는, 강의 강화에 유효한 원소이지만, 0.1 ％ 를 초과하여 과잉으로 함유시키면, 입계 편석에 의해 취화 (脆化) 를 일으켜, 내충격성을 열화시킨다. 또, 함유량이 0.1 ％ 를 초과하면 합금화 속도를 대폭 지연시킨다. 따라서, P 함유량은 0.1 ％ 이하로 한다.

(e) S：0.01 ％ 이하

S 는, MnS 등의 개재물이 되어, 내충격성의 열화나 용접부의 메탈 플로우를 따른 균열의 원인이 되므로, 그 함유량은 최대한 낮은 편이 좋지만, 제조 비용의 면에서 S 함유량을 0.01 ％ 이하로 한다.

(f) Al：0.1 ％ 이하

Al 은, 그 함유량이 0.1 ％ 를 초과하면, 조대한 Al₂O₃ 이 생성되어, 재질이 열화된다. 이 때문에, Al 함유량을 0.1 ％ 이하로 한다. 또, Al 은 강의 탈산을 위해서 첨가되는 경우, 그 함유량이 0.01 ％ 미만에서는 Mn 이나 Si 등의 조대한 산화물이 강 중에 다수 분산되어 재질이 열화되게 되기 때문에, 함유량을 0.01 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 따라서, Al 함유량의 바람직한 범위는, 0.01 ∼ 0.1 ％ 이다.

(g) N：0.008 ％ 이하

N 은, 강의 내시효성을 가장 크게 열화시키는 원소이고, 적을수록 바람직하고, 그 함유량이 0.008 ％ 를 초과하면 내시효성의 열화가 현저해진다. 따라서, N 함유량은 0.008 ％ 이하로 한다.

잔부는 Fe 및 불가피적 불순물이다. 단, 이들의 원소에 더하여, 이하의 원소 중에서 선택되는 적어도 1 종을 필요에 따라 첨가할 수 있다.

(h) Cr：1.0 ％ 이하, V：0.5 ％ 이하, Mo：0.5 ％ 이하, Ni：1.0 ％ 이하, Cu：1.0 ％ 이하 중에서 선택되는 적어도 1 종

Cr, V, Mo 는 강도와 연성의 밸런스를 향상시키는 작용을 가지므로 필요에 따라 첨가할 수 있다. 그러나, 각각 Cr：1.0 ％, V：0.5 ％, Mo：0.5 ％ 를 초과하여 과잉으로 첨가하면, 제 2 상의 분율이 과대해져 현저한 강도 상승 등의 우려가 발생한다. 또, 비용 상승의 요인도 된다. 따라서, 이들 원소를 첨가하는 경우에는, 그 양을 각각 Cr：1.0 ％ 이하, V：0.5 ％ 이하, Mo：0.5 ％ 이하로 한다. 상기 효과를 유효하게 발휘시키기 위해서는, Cr：0.05 ％ 이상, V：0.005 ％ 이상, Mo：0.005 ％ 이상인 것이 바람직하다.

Ni, Cu 는 강의 강화에 유효한 원소이고, 필요에 따라 첨가할 수 있다. 또 내부 산화를 촉진시켜 도금 밀착성을 향상시키는 작용이 있다. 그러나, Ni, Cu 모두 1.0 ％ 를 초과하여 함유시키면, 강판의 가공성을 저하시킨다. 또, 비용 상승의 요인도 된다. 따라서, Ni, Cu 를 첨가하는 경우에, 그 함유량은 각각 1.0 ％ 이하로 한다. 또, 상기 효과를 유효하게 발휘하기 위해서는, Ni, Cu 의 함유량은, 각각 0.05 ％ 이상인 것이 바람직하다.

(i) Ti：0.1 ％ 이하, Nb：0.1 ％ 이하, B：0.0050 ％ 이하 중에서 선택되는 적어도 1 종

Ti, Nb 는 강의 석출 강화에 유효한 원소이고, 필요에 따라 첨가할 수 있다. 그러나, 각각의 함유량이 0.1 ％ 를 초과하면 가공성 및 형상 동결성이 저하된다. 또, 비용 상승의 요인도 된다. 따라서, Ti, NB 를 첨가하는 경우에는, 그 함유량을 각각 0.1 ％ 이하로 한다. 또, 상기 효과를 유효하게 발휘하기 위해서는, Ti, Nb 의 함유량은 각각 0.01 ％ 이상인 것이 바람직하다.

B 는 오스테나이트 입계로부터의 페라이트의 생성·성장을 억제하는 작용을 가지므로 필요에 따라 첨가할 수 있다. 그러나, 0.0050 ％ 를 초과하면 가공성이 저하된다. 또, 비용 상승의 요인도 된다. 따라서, B 를 첨가하는 경우에는, 그 함유량을 0.0050 ％ 이하로 한다. 또, 상기 효과를 유효하게 발휘하기 위해서는, 그 함유량은 0.0003 ％ 이상인 것이 바람직하다.

(j) Ca：0.005 ％ 이하, REM：0.005 ％ 이하 중에서 선택되는 적어도 1 종

Ca 및 REM (Rare Earth Metal) 은, 황화물의 형상을 구상화하여 구멍 확장성에 대한 황화물의 악영향을 개선하기 위해 유효한 원소이다. 그러나, 과잉으로 함유시키면, 개재물 등의 증가를 일으켜 표면 및 내부 결함 등을 일으킨다. 따라서, Ca, REM 을 첨가하는 경우에는, 그 함유량은 각각 0.005 ％ 이하로 한다. 또, 상기 효과를 유효하게 발휘하기 위해서는, 그 함유량은 각각 0.001 ％ 이상인 것이 바람직하다.

(2) 다음으로 강 조직에 대해 설명한다.

(a) 페라이트상의 면적률：75 ％ 이상

양호한 연성을 확보하기 위해서는, 페라이트상은 면적률로 75 ％ 이상 필요하다.

(b) 베이니틱 페라이트상의 면적률：1.0 ％ 이상

양호한 구멍 확장성의 확보를 위해서는, 연질인 페라이트와 경질인 마텐자이트의 경도 차를 완화시키는 것이 필요하고, 그 때문에, 베이니틱 페라이트상이 면적률로 1.0 ％ 이상 필요하다.

(c) 펄라이트상의 면적률：1.0 ％ 이상 10.0 ％ 이하

양호한 구멍 확장성의 확보를 위해, 펄라이트상의 면적률은 1.0 ％ 이상으로 한다. 원하는 강도-연성 밸런스를 확보하기 위해, 펄라이트상의 면적률을 10.0 ％ 이하로 한다.

(d) 마텐자이트상의 면적률：1.0 ％ 이상 5.0 ％ 미만

원하는 강도-연성 밸런스를 확보하기 위해, 마텐자이트상의 면적률은 1.0 ％ 이상으로 한다. 양호한 재질 안정성을 확보하기 위해, 인장 특성 (TS, EL) 에 크게 영향을 미치는 마텐자이트상의 면적률은 5.0 ％ 미만일 필요가 있다.

(e) 마텐자이트 면적률/(베이니틱 페라이트 면적률 ＋ 펄라이트 면적률) ≤ 0.6

양호한 재질 안정성을 확보하기 위해서, 제 2 상의 상 구성을, 재질 편차의 요인이 되는 마텐자이트의 양을 저감시키고, 마텐자이트보다 연질인 베이니틱 페라이트나 펄라이트의 양을 많게 하는 것, 요컨대, 마텐자이트 면적률/(베이니틱 페라이트 면적률 ＋ 펄라이트 면적률) ≤ 0.6 을 만족시킬 필요가 있다.

또한, 페라이트, 베이니틱 페라이트, 펄라이트, 마텐자이트 이외에, 잔류 오스테나이트나, 템퍼드 마텐자이트나, 세멘타이트 등의 탄화물이 생성되는 경우가 있지만, 상기의 페라이트, 베이니틱 페라이트, 펄라이트, 마텐자이트의 면적률이 만족되어 있으면, 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.

또, 본 발명에 있어서의 페라이트, 베이니틱 페라이트, 펄라이트, 마텐자이트의 면적률이란, 관찰 면적에서 차지하는 각 상의 면적 비율을 말한다.

본 발명의 고강도 용융 아연 도금 강판은, 상기 성분 조성과 상기 강 조직을 갖는 강판을 하지 (下地) 강판으로 하고, 그 위에 용융 아연 도금에 의한 도금 피막, 또는 용융 아연 도금 후에 합금화 처리를 실시한 도금 피막을 갖는다.

(3) 다음으로 제조 조건에 대해 설명한다.

본 발명의 고강도 용융 아연 도금 강판은, 상기의 성분 조성 범위에 적합한 성분 조성을 갖는 강으로부터 얻어진 강판에 대해, 이하에 설명하는 2 공정의 가열 처리를 실시하고, 그 후 용융 아연 도금을 실시함으로써, 또는 용융 아연 도금을 실시한 후에 합금화 처리를 실시함으로써 제조한다.

(a) 강판의 제조

상기의 성분 조성을 갖는 강을, 공지된 방법에 의해, 용제 (溶製) 한 후, 분괴 또는 연속 주조를 거쳐 슬래브로 하고, 열간 압연하여 열연판으로 한다. 열간 압연을 실시할 때에는, 슬래브를 1100 ∼ 1300 ℃ 로 가열하고, 최종 마무리 온도를 850 ℃ 이상에서 열간 압연을 실시하고, 400 ∼ 650 ℃ 에서 강대에 권취하는 것이 바람직하다. 권취 온도가 650 ℃ 를 초과한 경우, 열연판 중의 탄화물이 조대화되고, 이와 같은 조대화된 탄화물은 어닐링시의 균열 중에 다 녹지 않기 때문에 필요 강도를 얻을 수 없는 경우가 있다. 그 후, 공지된 방법으로 산세 처리를 실시한다. 이와 같이 하여 얻어진 열연 강판을 상기 강판으로서 사용해도 되고, 산세를 실시한 후의 열연 강판에 대해, 추가로 냉간 압연을 실시한 후의 냉연 강판을 상기 강판으로서 사용해도 된다. 냉간 압연을 실시할 때에는, 특별히 그 조건을 한정할 필요는 없지만, 30 ％ 이상의 냉간 압하율로 냉간 압연을 실시하는 것이 바람직하다. 냉간 압하율이 낮으면 페라이트의 재결정이 촉진되지 않아, 미 (未) 재결정 페라이트가 잔존하여, 연성과 구멍 확장성이 저하되는 경우가 있기 때문이다.

(b) 가열 처리

(i) 제 1 가열 공정

제 1 가열 공정은, 전단에 있어서, O₂：0.1 ∼ 20 vol％, H₂O：1 ∼ 50 vol％ 를 함유하는 분위기 중에서 강판을 400 ∼ 750 ℃ 의 범위 내의 온도가 되도록 가열하고, 후단에 있어서, O₂：0.01 ∼ 0.1 vol％ 미만, H₂O：1 ∼ 20 vol％ 를 함유하는 분위기 중에서 강판을 600 ∼ 850 ℃ 의 범위 내의 온도가 되도록 가열한다.

·제 1 가열 공정 전단

제 1 가열 공정 전단은 강판을 산화시키기 위해서 실시하는 것이고, O₂ 는 산화를 실시하는 데에 충분한 양이 필요하기 때문에 0.1 vol％ 이상으로 한다. 또, 경제적인 이유로부터, O₂ 는 대기 레벨의 20 vol％ 이하가 바람직하다. H₂O 는 산화를 촉진하기 위해서 1 vol％ 이상으로 한다. 또, 가습 비용을 고려하면, H₂O 는 50 vol％ 이하가 바람직하다. 전단 공정에서 가열 후의 온도가 400 ℃ 미만에서는 산화되기 어렵고, 750 ℃ 를 초과하면 지나치게 산화되어 제 2 가열 공정 내의 롤에 의해 산화철이 박리되므로, 전단에서는, 강판 온도가 400 ℃ 이상 750 ℃ 이하가 되도록 가열한다.

·제 1 가열 공정 후단

제 1 가열 공정 후단은 일단 산화된 강판 표면을 환원 처리하고, 가압 흠집을 억제하기 위해서 실시한다. 그 때문에 후단의 가열에서는 강판 표면을 환원 처리하는 것이 가능하고, 또한 산화철의 박리가 일어나지 않는 조건, 즉 저산소 농도 분위기에서 저온 환원 가열의 조건에서 가열을 실시하여, 전단에서 일단 산화된 강판 표면을, 다음의 제 2 가열 공정 내에서 산화철의 박리가 일어나지 않을 정도까지 환원 처리한다. 이 때에 O₂ 가 0.1 vol％ 이상에서는 환원할 수 없기 때문에 O₂ 는 0.1 vol％ 미만으로 한다. 단, 0.01 vol％ 이상으로 하는 것이 필요하다. H₂O 는 다량으로 함유되면 강판이 산화되므로 20 vol％ 이하로 한다. 단, 1 vol％ 이상의 H₂O 는 필요하다. 강판 온도가, 600 ℃ 미만에서는 환원되기 어렵고, 850 ℃ 를 초과하면 가열 비용이 들기 때문에 후단에서는 강판 온도가 600 ℃ 이상 850 ℃ 이하의 범위 내의 온도가 되도록 가열한다.

전단 가열을 직화로 (DFF) 또는 무산화로 (NOF) 에 의해 실시하는 경우, 연소 가스는 코크스로에서 발생하는 C 가스를 사용하고, 공기비가 1 이상 1.3 이하의 조건에서 실시하는 것이 바람직하다. 이것은 공기비가 1 미만에서는 강판은 산화되지 않고, 1.3 을 초과하면 과산화에 의해 픽업이 발생하기 때문이다. 또, 후단 가열을 직화로 (DFF) 혹은 무산화로 (NOF) 에 의해 실시하는 경우, 연소 가스는 코크스로에서 발생하는 C 가스를 사용하고, 공기비가 0.6 이상 1 미만의 조건에서 실시하는 것이 바람직하다. 이것은 공기비가 1 이상이면 강판 표면의 산화철을 환원시킬 수 없고, 공기비가 0.6 미만이면 연소 효율이 나빠지기 때문이다.

(ⅱ) 제 2 가열 공정

제 2 가열 공정은, 제 1 가열 공정에 계속하여 실시되고, 환원 처리 및 강판조직의 조정을 실시하기 위한 것으로, H₂：1 ∼ 50 vol％ 를 함유하고 노점이 0 ℃ 이하인 분위기 중에서 강판을 750 ∼ 900 ℃ 의 온도역에서 15 ∼ 600 s 유지하고, 450 ∼ 550 ℃ 의 온도역으로 냉각시킨 후, 그 450 ∼ 550 ℃ 의 온도역에서 10 ∼ 200 s 유지한다.

·H₂：1 ∼ 50 vol％ 를 함유하고 노점이 0 ℃ 이하인 분위기

H₂ 가 1 vol％ 미만, 노점이 0 ℃ 초과가 되면 제 1 가열 공정에서 생성된 산화철이 잘 환원되지 않기 때문에, 제 1 가열 공정에 있어서 도금성을 확보하는 데에 충분한 산화철이 생성되어도, 오히려 도금성이 열화되게 된다. 또, H₂ 가 50 vol％ 를 초과하면 비용 상승으로 연결된다. 노점이 -60 ℃ 미만에서는 공업적으로 실시가 곤란하기 때문에, 노점은 -60 ℃ 이상이 바람직하다.

·750 ∼ 900 ℃ 의 온도역에서 15 ∼ 600 s 유지

750 ∼ 900 ℃ 의 온도역, 구체적으로는, 오스테나이트 단상역, 혹은 오스테나이트와 페라이트의 2 상역에서, 15 ∼ 600 s 유지하는 어닐링을 실시한다. 어닐링 온도가 750 ℃ 미만 또는 유지 시간이 15 s 미만이 되면, 강판 중의 경질인 세멘타이트가 충분히 용해되지 않기 때문에 구멍 확장성이 저하되고, 또 원하는 마텐자이트 면적률이 얻어지지 않으므로 연성이 저하된다. 한편, 어닐링 온도가 900 ℃ 를 초과하면, 오스테나이트립의 성장이 현저하고, 냉각 후의 유지 중에 발생하는 베이나이트 변태에 의한 베이니틱 페라이트의 확보가 곤란해지기 때문에 구멍 확장성이 저하되고, 또 마텐자이트 면적률/(베이니틱 페라이트 면적률 ＋ 펄라이트 면적률) 이 0.6 을 초과하므로, 양호한 재질 안정성이 얻어지지 않는다. 또한, 유지 시간이 600 s 를 초과하면, 오스테나이트가 조대화되어, 원하는 강도 확보가 곤란해지고, 또 다대한 에너지 소비에 따른 비용 증가를 일으키는 경우가 있다.

·450 ∼ 550 ℃ 의 온도역에서 10 ∼ 200 s 유지

상기의 어닐링을 실시한 후, 450 ∼ 550 ℃ 의 온도역으로 냉각시키고, 그 450 ∼ 550 ℃ 의 온도역으로 10 ∼ 200 s 유지한다. 유지 온도가 550 ℃ 를 초과하거나, 또는 유지 시간이 10 s 미만이 되면, 베이나이트 변태가 촉진되지 않아, 베이니틱 페라이트의 면적률이 1.0 ％ 미만이 되기 때문에, 원하는 구멍 확장성이 얻어지지 않는다. 또, 유지 온도가 450 ℃ 미만, 또는 유지 시간이 200 s 를 초과하면, 제 2 상의 대부분이 베이나이트 변태의 촉진에 의해 생성된 고용 탄소량이 많은 오스테나이트와 베이니틱 페라이트가 되어, 원하는 1.0 ％ 이상의 펄라이트 면적률이 얻어지지 않고, 또한 경질인 마텐자이트상의 면적률이 5.0 ％ 이상이 되기 때문에, 양호한 구멍 확장성과 재질 안정성이 얻어지지 않는다.

(c) 용융 아연 도금 처리

상기 제 2 가열 공정 후, 강판을 통상적인 욕온의 도금욕 중에 침입시켜 용융 아연 도금을 실시하고, 가스 와이핑 등으로 도금 부착량을 조정하여 냉각시킴으로써, 도금층을 합금화하지 않은 용융 아연 도금 강판을 얻는다.

합금화 처리를 실시하는 용융 아연 도금 강판을 제조할 때에는, 용융 아연 도금을 실시한 후, 500 ∼ 600 ℃ 의 온도역에 있어서, 하기 식을 만족하는 조건에서 아연 도금의 합금화 처리를 실시한다.

0.45 ≤ exp［200/(400-T)］× ln(t) ≤ 1.0

단,

T：500 ∼ 600 ℃ 의 온도역에서의 평균 유지 온도 (℃)

t：500 ∼ 600 ℃ 의 온도역의 유지 시간 (s)

exp(X), ln(X) 은, 각각 X 의 지수 함수, 자연 로그를 나타낸다.

exp［200/(400-T)］× ln(t) 이 0.45 미만이 되면, 합금화 처리 후의 강 조직에 마텐자이트가 많이 존재하고, 상기 경질인 마텐자이트가 연질인 페라이트와 인접하여, 이상 간에 큰 경도 차가 발생하여, 구멍 확장성이 저하된다. 또, 마텐자이트 면적률/(베이니틱 페라이트 면적률 ＋ 펄라이트 면적률) 이 0.6 을 초과하므로, 재질 안정성이 저해된다. 또, 용융 아연 도금층의 부착성이 나빠진다. exp［200/(400-T)］× ln(t) 이 1.0 초과가 되면, 미변태 오스테나이트의 대부분이 세멘타이트 혹은 펄라이트로 변태하여, 결과적으로 원하는 강도와 연성의 밸런스가 얻어지지 않는다.

또, 500 ℃ 미만의 온도역에서는, 도금층의 합금화가 촉진되지 않아, 합금화 용융 아연 도금 강판을 얻기 어렵다. 또, 600 ℃ 를 초과하는 온도역에서는, 제 2 상의 대부분이 펄라이트가 되어, 원하는 마텐자이트 면적률이 얻어지지 않고, 강도와 연성의 밸런스가 저하된다.

합금화 처리를, 500 ∼ 600 ℃ 의 온도역에 있어서, exp［200/(400-T)］× ln(t) 이 상기 범위를 만족하도록 하여 실시함으로써, 이와 같은 문제를 일으키지 않고 고강도 용융 아연 도금 강판을 얻을 수 있다.

이상과 같은 본 발명에 의해, 540 ㎫ 이상의 인장 강도 (TS) 를 갖고, 또한 가공성 및 재질 안정성이 우수하며, 도금 외관성도 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판이 얻어진다.

도 1, 도 2 는, 후술하는 실시예의 본 발명예인 강 A 의 No.15, 16, 17 (표 2, 표 5) 과 비교예인 강 H 의 No.18, 19, 20 (표 2, 표 5) 에 대해, 제 2 가열 공정에 있어서의 어닐링 온도 (T₁) 와 TS 의 관계, 및 어닐링 온도 (T₁) 와 EL 의 관계를 정리한 도면이다. 또, 도 3, 도 4 는, 후술하는 실시예의 본 발명예인 강 A 의 No.21, 22, 23 (표 2, 표 5) 과 비교예인 강 H 의 No.24, 25, 26 (표 2, 표 5) 에 대해, 제 2 가열 공정에 있어서의 어닐링 후의 냉각의 평균 유지 온도 (T₂) 와 TS 의 관계, 및 평균 유지 온도 (T₂) 와 EL 의 관계를 정리한 도면을 나타낸다.

도 1, 도 2 로부터, 본 발명예의 강 A 는 어닐링 온도의 변화에 따른 TS, EL의 변동이 작은 데에 반해, 비교예의 강 H 는 TS, EL 의 변동이 큰 것을 알 수 있다. 또, 도 3, 도 4 로부터, 본 발명예의 강 A 는 평균 유지 온도의 변화에 따른 TS, EL 의 변동이 작은 데에 반해, 비교예의 강 H 는 TS, EL 의 변동이 큰 것을 알 수 있다.

이상의 결과로부터, 본 발명에 의해 재질 안정성이 높은 고강도 용융 아연 도금 강판이 얻어지는 것을 알 수 있다.

또한, 본 발명의 제조 방법에 있어서의 일련의 열처리에 있어서는, 상기 서술한 온도 범위 내이면 유지 온도는 일정할 필요는 없고, 또 냉각 속도가 냉각 중에 변화된 경우에 있어서도 규정한 범위 내이면 된다. 또, 본 발명에서 규정하는 열 이력만 만족되면, 강판은 어떠한 설비로 열처리가 실시되어도 상관없다. 추가로, 열처리 후에 형상 교정을 위해 본 발명의 강판에 조질 압연을 하는 것도 본 발명의 범위에 포함된다.

또한, 본 발명의 강판은, 전형적으로는, 강 소재를 통상적인 제강, 주조, 열간 압연 등의 각 공정을 거쳐 제조하지만, 예를 들어 박 (薄) 주조 등에 의해 열연 공정의 일부 혹은 전부를 생략하고 제조해도 된다.

[실시예]

표 1 에 나타내는 성분 조성을 갖고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강을 전로로 용제하여, 연속 주조법으로 슬래브로 하였다. 얻어진 슬래브를 1200 ℃ 로 가열 후, 870 ∼ 920 ℃ 의 마무리 온도에서 판 두께 3.2 ㎜ 까지 열간 압연을 실시하여, 520 ℃ 에서 권취하였다. 이어서, 얻어진 열연판을 산세하여, 열연 강판으로 하였다. 일부는 산세 상태 그대로의 열연 강판으로 하고, 나머지는 추가로 냉간 압연을 실시하여, 냉연 강판으로 하였다. 이어서, 상기에 의해 얻어진 산세 상태 그대로의 열연 강판 및 냉연 강판을 연속 용융 아연 도금 라인에 의해, 표 2 ∼ 4 에 나타내는 제조 조건에서 어닐링 처리를 실시하고, 용융 아연 도금 처리를 실시하고, 추가로 도금층의 합금화 처리를 실시하여, 용융 아연 도금 강판을 얻었다 (냉연 강판 하지 용융 아연 도금재：No.1 ∼ 90, 열연 강판 하지 용융 아연 도금재：No.91, 92). 도금 부착량은 편면당 30 ∼ 50 g/㎡ 로 하였다. 용융 아연 도금 처리를 실시한 후에 합금화 처리를 실시하지 않는 용융 아연 도금 강판도 일부 제작하였다.

얻어진 용융 아연 도금 강판에 대해, 페라이트, 베이니틱 페라이트, 펄라이트, 마텐자이트상의 면적률은, 강판의 압연 방향으로 평행한 판 두께 단면을 연마 후, 3 ％ 나이탈로 부식시켜, SEM (주사형 전자 현미경) 을 사용하여 2000 배의 배율로 10 시야 관찰하고, Media Cybernetics 사의 Image-Pro 를 사용하여 구하였다. 그 때, 마텐자이트와 잔류 오스테나이트의 구별이 곤란하기 때문에, 얻어진 용융 아연 도금 강판에 200 ℃ 에서 2 시간의 템퍼드 처리를 실시하고, 그 후, 강판의 압연 방향으로 평행한 판 두께 단면의 조직을 상기의 방법으로 관찰하여, 상기의 방법으로 구한 템퍼드 마텐자이트상의 면적률을 마텐자이트상의 면적률로 하였다. 또, 잔류 오스테나이트상의 체적률은, 강판을 판 두께 방향의 1/4 면까지 연마하고, 이 판 두께 1/4 면의 회절 X 선 강도에 의해 구하였다. 입사 X 선에는 CoKα 선을 사용하고, 잔류 오스테나이트상의｛111},｛200},｛220},｛311} 면과 페라이트상의｛110},｛200},｛211} 면의 피크의 적분 강도의 모든 조합에 대해 강도비를 구하고, 이들의 평균값을 잔류 오스테나이트상의 체적률로 하였다.

또, 인장 시험은, 인장 방향이 강판의 압연 방향과 직각 방향이 되도록 샘플을 채취한 JIS 5 호 시험편을 사용하고, JIS Z 2241 에 준거하여 실시하고, TS (인장 강도), EL (전체 신장) 을 측정하여, TS × EL ≥ 19000 ㎫·％ 인 경우를 연성이 양호로 판정하였다.

재질 안정성은, (A) 어닐링 온도 T₁ 이외의 조건이 동일하고 어닐링 온도 T₁만이 상이한 강판에 대해, TS, EL 의 변동량을 조사하고, 그 TS, EL 의 변동량으로부터 어닐링 온도 변화 20 ℃ 당의 변동량 (ΔTS, ΔEL) 을 구하고, 또 (B) 냉각 후 도금욕 침지까지의 평균 유지 온도 T₂ 이외의 조건이 동일하고 냉각 후 도금욕 침지까지의 평균 유지 온도 T₂ 만이 상이한 강판에 대해, TS, EL 의 변동량을 조사하고, 그 TS, EL 의 변동량으로부터 냉각 후 도금욕 침지까지의 평균 유지 온도 변화 20 ℃ 당의 변동량 (ΔTS, ΔEL) 을 구하고, 각 온도 변화 20 ℃ 당의 TS 변동량 (ΔTS), EL 변동량 (ΔEL) 으로 평가하였다.

또, 이상에 의해 얻어진 용융 아연 도금 강판에 대해, 구멍 확장성 (신장 플랜지성) 을 측정하였다. 구멍 확장성 (신장 플랜지성) 은, 일본 철강 연맹 규격 JFS T 1001 에 준거하여 실시하였다. 얻어진 각 강판을 100 ㎜ × 100 ㎜ 로 절단 후, 판 두께 2.0 ㎜ 이상은 클리어런스 12 ％ ± 1 ％ 로, 판 두께 2.0 ㎜ 미만은 클리어런스 12 ％ ± 2 ％ 로, 직경 10 ㎜ 의 구멍을 타발한 후, 내경 75 ㎜ 의 다이스를 사용하여 주름 가압력 9 ton 으로 억제한 상태에서, 60°원추의 펀치를 구멍에 압입하여 균열 발생 한계에 있어서의 구멍 직경을 측정하고, 하기의 식으로부터, 한계 구멍 확장률 λ (％) 를 구하고, 이 한계 구멍 확장률의 값으로부터 신장 플랜지성을 평가하여, λ ≥ 70 (％) 인 경우를 양호로 판정하였다.

한계 구멍 확장률 λ (％)=｛(D_f-D₀)/D₀} × 100

단, D_f 는 균열 발생시의 구멍 직경 (㎜), D₀ 은 초기 구멍 직경 (㎜) 이다.

또, 표면 외관에 대해서는 이하에 나타내는 방법으로 조사하였다.

미도금이나 가압 흠집 등의 외관 불량의 유무를 육안으로 판단하여, 외관 불량이 없는 경우에는 양호 (○), 외관 불량이 약간 있지만 대체로 양호한 경우에는 대체로 양호 (△), 외관 불량이 있는 경우에는 불량 (×) 으로 판정하였다.

이상에 의해 얻어진 결과를 표 5 ∼ 7 에 나타낸다.

본 발명예의 고강도 용융 아연 도금 강판의 제조 방법에서는, 모두 TS 가 540 ㎫ 이상이고, λ 가 70 ％ 이상으로 구멍 확장성이 우수하며, 또 TS × EL ≥ 19000 ㎫·％ 로 강도와 연성의 밸런스가 높고, 가공성이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판이 얻어지고 있는 것을 알 수 있다. 또한, ΔTS, ΔEL 의 값도 작고, 재질 안정성이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판이 얻어지고 있는 것을 알 수 있다. 한편, 비교예에서는, 연성, 구멍 확장성 중 어느 하나 이상이 열등하거나, 재질 안정성이 바람직하지 않다.

또, 본 발명예의 고강도 용융 아연 도금 강판은 미도금이 없고 표면 외관도 우수하지만, 비교예에서는 미도금이 발생하여, 표면 외관이 열등한 것을 알 수 있다.

산업상 이용가능성

본 발명의 고강도 용융 아연 도금 강판은, 540 ㎫ 이상의 인장 강도 (TS) 를 갖고, 또한 고연성과 고구멍 확장성을 가지며, 추가로 재질 안정성도 우수하다. 본 발명의 고강도 용융 아연 도금 강판을, 예를 들어, 자동차 구조 부재에 적용함으로써 차체 경량화에 의한 연비 개선을 도모할 수 있어, 산업상 이용 가치는 매우 크다.

Claims

질량％ 로 C：0.04 ％ 이상 0.13 ％ 이하, Si：0.7 ％ 이상 2.3 ％ 이하, Mn：0.8 ％ 이상 2.0 ％ 이하, P：0.1 ％ 이하, S：0.01 ％ 이하, Al：0.01 ％ 이상 0.1 ％ 이하, N：0.008 ％ 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 슬래브를 1100 ∼ 1300 ℃ 로 가열하고, 최종 마무리 온도를 850 ℃ 이상에서 열간 압연을 실시하고, 400 ∼ 650 ℃ 에서 권취하고, 산세 처리하여 얻어진 강판에 대해,
전단에 있어서 O₂：0.1 ∼ 20 vol％, H₂O：1 ∼ 50 vol％ 를 함유하는 분위기 중에서 400 ∼ 750 ℃ 의 범위 내의 온도가 되도록 가열하고, 후단에 있어서 O₂：0.01 ∼ 0.1 vol％ 미만, H₂O：1 ∼ 20 vol％ 를 함유하는 분위기 중에서 600 ∼ 850 ℃ 의 범위 내의 온도가 되도록 가열하는 제 1 가열 공정을 실시하고,
이어서, H₂：1 ∼ 50 vol％ 를 함유하고 노점이 0 ℃ 이하인 분위기 중에서 750 ∼ 900 ℃ 의 온도역에서 15 ∼ 600 s 유지하고, 450 ∼ 550 ℃ 의 온도역으로 냉각시킨 후, 그 450 ∼ 550 ℃ 의 온도역에서 10 ∼ 200 s 유지하는 제 2 가열 공정을 실시한 후,
용융 아연 도금 처리를 실시하고,
면적률로, 75 ％ 이상의 페라이트상과, 1.0 ％ 이상의 베이니틱 페라이트상과, 1.0 ％ 이상 10.0 ％ 이하의 펄라이트상을 갖고, 또한 마텐자이트상의 면적률이 1.0 ％ 이상 5.0 ％ 미만이고, 또한 마텐자이트 면적률/(베이니틱 페라이트 면적률 ＋ 펄라이트 면적률) ≤ 0.6 을 만족하는 용융 아연 도금 강판을 얻는 것을 특징으로 하는, 재질 안정성, 가공성 및 도금 외관이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 강판은, 추가로, 질량％ 로, Cr：1.0 ％ 이하, V：0.5 ％ 이하, Mo：0.5 ％ 이하, Ni：1.0 ％ 이하, Cu：1.0 ％ 이하 중에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 함유하는 것을 특징으로 하는 재질 안정성, 가공성 및 도금 외관이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 강판은, 추가로, 질량％ 로, Ti：0.1 ％ 이하, Nb：0.1 ％ 이하, B：0.0050 ％ 이하 중에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 함유하는 것을 특징으로 하는 재질 안정성, 가공성 및 도금 외관이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 강판은, 추가로, 질량％ 로, Ca：0.005 ％ 이하, REM：0.005 ％ 이하 중에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 함유하는 것을 특징으로 하는 재질 안정성, 가공성 및 도금 외관이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 가열 공정 전단은 직화로 또는 무산화로에 의해, 공기비가 1 이상 1.3 이하의 조건에서 실시하고, 상기 제 1 가열 공정 후단은 직화로 또는 무산화로에 의해, 공기비가 0.6 이상 1 미만의 조건에서 실시하는 것을 특징으로 하는 재질 안정성, 가공성 및 도금 외관이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 용융 아연 도금 처리 후에, 500 ∼ 600 ℃ 의 온도역에 있어서 하기 식을 만족하는 조건에서 아연 도금의 합금화 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 재질 안정성, 가공성 및 도금 외관이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
0.45 ≤ exp［200/(400-T)］× ln(t) ≤ 1.0
단,
T：500 ∼ 600 ℃ 의 온도역에서의 평균 유지 온도 (℃)
t：500 ∼ 600 ℃ 의 온도역의 유지 시간 (s)
exp(X), ln(X) 은, 각각 X 의 지수 함수, 자연 로그를 나타낸다.
제 2 항에 있어서,
상기 강판은, 추가로, 질량％ 로, Ti：0.1 ％ 이하, Nb：0.1 ％ 이하, B：0.0050 ％ 이하 중에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 함유하는 것을 특징으로 하는 재질 안정성, 가공성 및 도금 외관이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 강판은, 추가로, 질량％ 로, Ca：0.005 ％ 이하, REM：0.005 ％ 이하 중에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 함유하는 것을 특징으로 하는 재질 안정성, 가공성 및 도금 외관이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 강판은, 추가로, 질량％ 로, Ca：0.005 ％ 이하, REM：0.005 ％ 이하 중에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 함유하는 것을 특징으로 하는 재질 안정성, 가공성 및 도금 외관이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 가열 공정 전단은 직화로 또는 무산화로에 의해, 공기비가 1 이상 1.3 이하의 조건에서 실시하고, 상기 제 1 가열 공정 후단은 직화로 또는 무산화로에 의해, 공기비가 0.6 이상 1 미만의 조건에서 실시하는 것을 특징으로 하는 재질 안정성, 가공성 및 도금 외관이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 제 1 가열 공정 전단은 직화로 또는 무산화로에 의해, 공기비가 1 이상 1.3 이하의 조건에서 실시하고, 상기 제 1 가열 공정 후단은 직화로 또는 무산화로에 의해, 공기비가 0.6 이상 1 미만의 조건에서 실시하는 것을 특징으로 하는 재질 안정성, 가공성 및 도금 외관이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 제 1 가열 공정 전단은 직화로 또는 무산화로에 의해, 공기비가 1 이상 1.3 이하의 조건에서 실시하고, 상기 제 1 가열 공정 후단은 직화로 또는 무산화로에 의해, 공기비가 0.6 이상 1 미만의 조건에서 실시하는 것을 특징으로 하는 재질 안정성, 가공성 및 도금 외관이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.