KR102001648B1 - 고강도 판상 강 제품 및 그 제조 방법 - Google Patents

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사빈 자이징거
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Abstract

본 발명은, 인장 강도(Rm)가 적어도 1200MPa이며, wt%로, C: 0.10% 내지 0.50%, Si: 0.1% 내지 2.5%, Mn: 1.0% 내지 3.5%, Al: 2.5% 이하, P: 0.020% 이하, S: 0.003% 이하, N: 0.02% 이하 및 선택적으로, Cr: 0.1% 내지 0.5%, Mo: 0.1% 내지 0.3%, V: 0.01% 내지 0.1%, Ti: 0.001% 내지 0.15%, Nb: 0.02% 내지 0.05%, V, Ti 및 Nb의 양의 합계 Σ(V, Ti, Nb)에 대하여 Σ(V, Ti, Nb) ≤ 0.2%, B: 0.0005% 내지 0.005% 및 Ca: 0.01% 이하의 함량의 원소들 "Cr, Mo, V, Ti, Nb, B 및 Ca" 중에서 1종 이상과 함께, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 함유하는 강으로 이루어진 판상 강 제품에 관한 것이며, 판상 강 제품은 면적 분율로, 5% 미만의 페라이트, 10% 미만의 베이나이트, 5% 내지 70%의 미템퍼링 마르텐사이트, 5% 내지 30%의 잔류 오스테나이트 및 25% 내지 80%의 템퍼링 마르텐사이트를 포함하고, 템퍼링 마르텐사이트 내에 함유된 적어도 99%의 철 탄화물의 크기가 500nm 미만인 미세조직을 갖는다. 판상 강 제품은 최소화된 과템퍼링 마르텐사이트 비율에 기초하여 최적화된 성형성을 구비한다. 본 발명에 따른 방법은 제어된 방식으로 상기 물성에 최적인 미세조직이 형성될 수 있게 하는 열처리를 제공한다.

Description

고강도 판상 강 제품 및 그 제조 방법{HIGH-STRENGTH FLAT STEEL PRODUCT AND METHOD FOR PRODUCING SAME}
본 발명은 고강도 판상 강 제품 및 그와 같은 판상 강 제품을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
특히, 금속 보호 층이 제공된 고강도 판상 강 제품 및 그와 같은 제품을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
여기에서 판상 강 제품이라고 지칭되는 경우에, 이는 스트립, 시트 또는 이로부터 얻어진 블랭크(blank)와 같은 절단 시트 금속 제품을 의미하기 위한 것이다.
본 명세서와 청구범위 내에서, 명확하게 달리 기재되어 있지 않다면, 소정의 합금화 원소의 양은 각 경우에 wt%의 단위로 표기되고, 미세조직의 소정 구성물의 비율은 면적 분율(surface percent)의 단위로 표기된다.
이하에서 냉각 및 가열 속도가 언급되는 경우에, 냉각 속도는 온도 저하를 일으키므로 음수로 표기된다. 따라서, 급속 냉각의 경우에, 냉각 속도는 보다 저속의 냉각에 비하여 작은 값을 갖는다. 반면에, 온도의 증가를 일으키는 가열 속도는 양수로 표기된다.
고강도 강은 합금화 원소로 인하여 일반적으로 부식되는 경향이 있고, 따라서 전형적으로는 각각의 강 기재(steel substrate)를 주위 산소와의 접촉으로부터 보호하는 금속 보호 층으로 피복된다. 그와 같은 금속 보호 층을 적용하기 위한 다수의 방법이 공지되어 있다. 이는, 기술적 용어로 "용융 도금"이라고 지칭되기도 하는 용융 침지 코팅(hot-dip coating) 및 전해 코팅(electrolytic coating)을 포함한다.
전해 코팅에 있어서는, 코팅될 판상 강 제품의 표면에 코팅 금속이 전기화학적으로 부착되고 모든 경우에 공정 중에 약간 가열되지만, 용융 침지 코팅에 있어서는, 코팅될 제품은 각각의 용융 욕 내에 침지되기 전에 열처리된다. 공정 중에, 소망 미세구조를 달성하고 금속 코팅의 부착을 위한 최적의 표면 상태를 형성하기 위하여, 각각의 판상 강 제품은 소정 분위기 내에서 고온으로 가열된다. 그 후에 판상 강 제품은, 코팅 물질을 용융 상태로 유지하기 위하여 마찬가지로 온도가 상승되어 있는 용융 욕을 통과한다.
불가피하게 높은 온도는, 용융 침지 코팅에 있어서, 금속 보호 층이 제공된 판상 강 제품의 강도가 1000MPa의 상한을 갖는다는 것을 의미한다. 더욱 강도가 높은 판상 강 제품은 대체로 용융 침지가 불가하며, 그 이유는 템퍼링에 기인하여 수반되는 가열에 의하여 강도의 상당한 손실이 일어나기 때문이다. 결과적으로, 근래의 고강도 판상 강 제품에는 일반적으로 전해에 의하여 금속 보호 층이 제공된다. 이러한 작업 단계는, 전해 코팅 전에 산세에 의해서만 달성될 수 있는 무결함의 청정 표면을 필요로 한다.
유럽 공개 특허 공보 제EP 2 267 176 A1호에는, 용융 침지 코팅에 의해 부착된 금속 보호 층을 구비하는 고강도 냉간 압연 스트립을 제조하기 위하여,
- 슬라브를 열간 압연 스트립으로 열간 압연하는 작업 단계와,
- 열간 압연 스트립을 냉간 압연 스트립으로 냉간 압연하는 작업 단계와,
- 냉간 압연 스트립을 열처리하는 작업 단계를
포함하는 방법이 기재되어 있으며, 상기 열처리 작업 중에,
- 냉간 압연 스트립은 냉간 압연 스트립을 구성하는 강의 Ac3 온도보다 50℃ 낮은 온도부터 각각의 Ac3 온도까지 최대 2℃/s의 평균 속도로 가열되고,
- 냉간 압연 스트립은 그 후에 각각의 Ac3 온도에 적어도 상응하는 온도에서 적어도 10초 동안 유지되고,
그 후에, 냉간 압연 스트립은 각각의 제강 공정의 마르텐사이트 개시 온도보다 100℃ 내지 200℃ 낮은 온도까지 최소 20℃/s의 평균 속도로 냉각되고,
- 최종적으로, 냉간 압연 스트립은 300℃ 내지 600℃의 온도까지 1초 내지 600초 사이의 시간 동안 가열된다.
마지막으로, 강 스트립에는 용융 아연 도금이 실시된다. 이때에 적용되는 금속 코팅은 바람직하게는 아연 코팅이다. 결과적으로, 이와 같은 방식으로, 적어도 1200MPa의 인장 강도, 적어도 13%의 연신율 및 적어도 50%의 구멍 확장율(hole expansion)과 같은 최적의 기계적 물성을 구비하는 냉간 압연 스트립이 얻어진다.
전술한 방식으로 처리된 냉간 압연 스트립은, (wt%로) 0.05% 내지 0.5% C, 0.01% 내지 2.5% Si, 0.5% 내지 3.5% Mn, 0.003% 내지 0.100% P, 최대 0.02% S 및 0.010% 내지 0.5% Al과 함께, 잔부 철 및 불가피한 불순물을 함유한다. 그와 동시에, 강은 면적%로, X-선 회절법으로 측정된 10% 미만의 페라이트, 10% 미만의 마르텐사이트와 60% 내지 95%의 미템퍼링 마르텐사이트(untempered martensite) 및 5% 내지 20%의 잔류 오스테나이트를 포함하는 미세조직을 갖는다. 또한, 강은 (wt%로) 0.005% 내지 2.00% Cr, 0.005% 내지 2.00% Mo, 0.005% 내지 2.00% V, 0.005% 내지 2.00% Ni와 0.005% 내지 2.00% Cu와 0.01% 내지 0.20% Ti, 0.01% 내지 0.20% Nb, 0.0002% 내지 0.005% B, 0.001% 내지 0.005% Ca 및 0.001% 내지 0.005% 희토류 원소를 추가로 함유한다.
전술한 종래 기술의 배경에 기초하여, 본 발명의 목적은 특히 매우 양호한 굽힘 거동의 형태로 표현되는 더욱 최적의 기계적 물성을 구비하는 고강도 판상 강 제품을 규정하는 것이다.
또한, 그와 같은 판상 강 제품을 제조하기 위한 방법이 규정된다. 특히, 본 방법은 판상 강 제품의 용융 침지 코팅을 위한 공정에 병합되어야 한다.
본 발명에 따르면, 이러한 목적은, 판상 강 제품과 관련하여, 그와 같은 강 제품이 청구항 1에 기재된 특징을 구비하는 구성에 의하여 달성된다.
방법과 관련해서는, 본 발명에 따른 판상 강 제품을 제조할 때에, 적어도 청구항 6에 기재된 작업 단계들이 완료되는 본 발명에 따라 목적이 달성된다. 본 발명에 따른 방법을 용융 침지 코팅 공정 내에 병합하는 것이 가능하도록, 선택적 구성으로서, 청구항 7에 기재된 작업 단계들이 실시될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 형태는 종속 청구항들에 기재되어 있으며, 포괄적인 본 발명의 사상과 함께 이하에 상세히 설명되어 있다.
용융 침지 코팅 공정에 의하여 금속 보호 층이 선택적으로 제공된 본 발명에 따른 판상 강 제품은, 적어도 1200MPa의 인장 강도(Rm)를 갖는다. 또한, 본 발명에 따른 판상 강 제품은 일반적으로,
- 600MPa 내지 1400MPa의 항복 강도(Rp0 .2),
- 0.40 내지 0.95의 항복 강도-대-인장 강도 비(yield-to-tensile ratio)(Rp/Rm),
- 10% 내지 30%의 연신율(A50),
- 15000MPa*% 내지 35000MPa*%의 인장 강도(Rm)와 연신율(A50)의 곱(Rm*A50),
- 구멍 확장율(λ): 50% 내지 120% (λ = (df-d0)/d0이고 단위가 %이며, df는 확장 후의 구멍 직경이고, d0는 확장 전의 구멍 직경) 및
- [맨드릴(mandrel) 반경 = 2 × 시트 두께인 경우에 탄성 회복(spring back) 후에] 100o 내지 180o의 허용 굽힘 각도(α)의 범위(DIN EN 7438에 따라 측정 가능)를 특징으로 한다.
그러한 목적으로, 본 발명에 따른 판상 강 제품은, wt%로, C: 0.10% 내지 0.50%, Si: 0.1% 내지 2.5% 미만, Mn: 1.0% 내지 3.5%, Al: 2.5% 이하, P: 0.020% 미만, S: 0.003% 미만, N: 0.02% 미만, 및 선택적으로, Cr: 0.1% 내지 0.5%, Mo: 0.1% 내지 0.3%, V: 0.01% 내지 0.1%, Ti: 0.001% 내지 0.15%, Nb: 0.02% 내지 0.05%, V, Ti 및 Nb의 함량의 합계[Σ(V, Ti, Nb)]에 대하여 Σ(V, Ti, Nb) ≤ 0.2%, B: 0.0005% 내지 0.005% 및 Ca: 최대 0.01%의 함량인 원소들 "Cr, Mo, V, Ti, Nb, B 및 Ca" 중에서 1종 이상과 함께, 잔부 철과 불가피한 불순물을 함유한다.
본 발명에 따른 판상 강 제품에 고려되는 기계적 물성을 위해서는, 면적 분율로, 5% 미만의 페라이트, 10% 미만의 베이나이트, 5% 내지 70%의 미템퍼링 마르텐사이트, 5% 내지 30%의 잔류 오스테나이트 및 25% 내지 80%의 템퍼링 마르텐사이트(tempered martensite)를 포함하는 미세조직을 갖는 것이 중요하다. 여기에서, 템퍼링 마르텐사이트 내에 함유된 적어도 99%의 철 탄화물은 500nm 미만의 크기를 갖는다.
여기에서, 미템퍼링 및 템퍼링 마르텐사이트의 상 분율(phase fraction)은 ISO 9042(광학 측정)를 따르는 통상의 방식으로 측정된다. 잔류 오스테나이트는 X-선 회절법에 의하여 ±1의 면적 분율의 정밀도로 또한 측정될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 판상 강 제품에 있어서, 이른바 "과템퍼링 마르텐사이트(over-tempered martensite)"의 양은 최소로 감소한다. 과템퍼링 마르텐사이트는 1%를 초과하는 양의 탄화물 입자(철 탄화물)가 크기에 있어서 500nm보다 크다는 것을 특징으로 한다. 과템퍼링 마르텐사이트는, 예를 들면 3% 질산으로 에칭된 강 샘플로부터 주자 전자 현미경으로 20000 배율로 측정될 수 있다. 과템퍼링 마르텐사이트를 방지함으로써, 본 발명에 따른 판상 강 제품은, 특히 100o 내지 180o의 높은 굽힘 각도(α)를 특징으로 하는 굽힘 물성과 관련하여, 유용한 효과를 갖는 최적의 기계적 물성을 달성할 수 있다.
본 발명에 따른 판상 강 제품의 강의 C 함량은 0.10wt%와 0.50wt% 사이의 값으로 제한된다. 탄소는 본 발명에 따른 판상 강 제품에 여러 면에서 영향을 미친다. 우선, C는 오스테나이트의 형성과 Ac3 온도의 저하에 중요한 역할을 한다. 따라서, 충분한 C의 농도는, 그와 동시에 Ac3 온도를 증가시키는 Al과 같은 원소들이 존재하더라도, 960℃ 이하의 온도에서 완전 오스테나이트화(austenitisation)를 가능하게 한다. 담금질도 C의 존재에 의하여 잔류 오스테나이트를 안정화한다. 이러한 효과는 분배 단계(partitioning step) 중에 지속된다. 안정적인 잔류 오스테나이트는 TRIP(변형 유기 소성) 효과 자체가 발현되는 최대 연신 영역을 발생시킨다. 또한, 마르텐사이트의 강도는 각각의 C 함량에 의하여 최대한으로 영향을 받는다. 과잉의 C 함량은 마르텐사이트 개시 온도를 더욱 낮은 온도로 크게 이동시키므로, 본 발명에 따른 판상 강 제품의 생산이 극히 곤란하게 된다. 또한, 과잉의 C 함량은 용접성에 악영향을 미칠 수 있다.
본 발명에 따른 판상 강 제품의 양호한 표면 품질을 보장하기 위하여, 본 발명에 따른 판상 강 제품의 강 내의 Si 함량은 2.5wt% 미만이어야 한다. 그러나 Si는 시멘타이트 형성을 억제하기 위하여 중요하다. 시멘타이트의 형성은, C가 탄화물로서 고정되게 함으로써 잔류 오스테나이트를 안정화하는 데에 더 이상 이용될 수 없게 한다. 연신율도 저하될 수 있다. Si의 첨가에 의하여 달성되는 효과는 어느 정도는 알루미늄 첨가에 의해서도 달성될 수도 있다. 그러나, 이러한 바람직한 효과를 활용하기 위하여, 본 발명에 따른 판상 강 제품 내에는 최소 0.1wt%의 Si가 항상 존재하여야 한다.
1.0wt% 내지 3.5wt%의 망간 함량, 특히 3.0wt%까지의 함량은 본 발명에 따른 판상 강 제품의 경화능(hardenability) 및 냉각 중의 펄라이트 형성 방지를 위하여 중요하다. 이러한 특성은 마르텐사이트와 잔류 오스테나이트를 포함하는 초기 미세조직의 형성을 가능하게 하며, 이는 그 자체만으로도 본 발명에 따라 실시되는 분배 단계에 적합하다. 망간은 비교적 낮은 냉각 속도, 예를 들면 -100K/s보다 빠른 냉각 속도를 설정하는 데에 유리한 것으로 규명되어 있기도 하다. 그러나, 과잉의 Mn 농도는 본 발명에 따른 판상 강 제품의 연신율 물성 및 용접성에 유해한 영향을 미친다.
알루미늄은, 탈산 및 존재하는 질소의 고정을 위하여, 본 발명에 따른 판상 강 제품의 강 내에 2.5%까지의 양으로 존재한다. 전술한 바와 같이, Al은 시멘타이트를 억제하기 위해서도 이용될 수 있으며, 그와 같은 경우에는, 높은 함량의 Si에 비하여 표면 품질에 미치는 유해한 영향이 작지만, 오스테나이트의 온도를 또한 증가시킨다. 따라서, 본 발명에 따른 판상 강 제품의 Al 함량은 최대 2.5wt%, 바람직하게는 0.01wt%와 1.5wt% 사이의 값으로 제한된다.
인은 용접성에 유해한 영향을 미치며, 따라서 본 발명에 따른 판상 강 제품의 강 내에 0.02wt% 미만의 양으로 존재하여야 한다.
황은, 충분한 농도에서는, 연신율에 유해한 영향을 미치는 MnS 또는 (Mn,Fe)S의 형성을 초래한다. 따라서, 본 발명에 따른 판상 강 제품의 강 내의 S 함량은 0.003wt% 미만이어야 한다.
본 발명에 따른 판상 강 제품의 강 내에 질화물로서 고정된 질소는 성형성에 유해하다. 따라서, 본 발명에 따른 판상 강 제품의 N 함량은 0.02wt% 미만이어야 한다.
특정 물성을 개선하기 위하여, 본 발명에 따른 판상 강 제품의 강 내에는 "Cr, Mo, V, Ti, Nb, B 및 Ca"가 존재할 수도 있다.
따라서, 강도를 최적화하기 위하여, 본 발명에 따른 판상 강 제품의 강에 미세 합금화 원소인 V, Ti 및 Nb 중 1종 이상을 첨가하는 것이 적절할 수 있다. 매우 미세하게 분산된 탄화물 또는 탄질화물에 의하여, 이러한 원소들은 더욱 높은 강도에 기여한다. 0.001wt%의 최소 Ti 함량은 분배 단계 중에 결정립과 상 경계를 고정시킨다. 그러나, 과잉 농도의 V, Ti 및 Nb는 잔류 오스테나이트의 안정화에 유해할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 판상 강 제품 내의 V, Ti 및 Nb의 전체 함량은 0.2wt%로 제한된다.
크롬은 더욱 효과적인 펄라이트 억제제(perlite inhibitor)이고 강도를 증가시키며, 따라서 본 발명에 따른 판상 강 제품의 강에 0.5wt%까지 첨가될 수 있다. 0.5wt%를 초과하면, 현저한 결정립계 산화의 위험이 있다. Cr의 바람직한 효과의 명확한 이용이 가능하도록, Cr 함량은 0.1wt% 내지 0.5wt%로 설정될 수 있다.
Cr과 마찬가지로, 몰리브덴도 펄라이트 형성을 억제하기 위한 매우 효과적 원소이다. 이러한 바람직한 효과를 효율적으로 이용하기 위하여, 본 발명에 따른 판상 강 제품의 강에 0.1wt% 내지 0.3wt% 첨가된다.
붕소는 결정립계에 편석하여 결정립계의 이동을 지연시킨다. 0.0005wt%를 초과하는 함량에서는, 기계적 물성에 바람직한 효과를 미치는 미세한 결정립 조직을 발생시킨다. 그러나, B가 첨가되는 경우에, N을 고정하기 위하여 충분한 Ti가 존재하여야 한다. 대략 0.005wt%의 함량에서는, B의 바람직한 효과의 포화가 발생한다. 따라서, B 함량은 0.0005wt% 내지 0.005wt%로 설정된다.
칼슘은, 황을 고정하고 개재물을 개질하기 위하여, 본 발명에 따른 판상 강 제품 내에 0.01wt%까지의 함량으로 사용된다.
탄소 당량(carbon equivalent, CE)은 용접성을 설명함에 있어서 중요한 파라미터이다. 본 발명에 따른 판상 강 제품의 강에 있어서는, 0.35 내지 1.2, 특히 0.5 내지 1.0의 범위이어야 한다. 여기서는, 탄소 당량(CE)을 계산하기 위하여, 미국 용접 협회(AWS)에 의하여 개발되고 발행물 "D1.1/D1.1M: 2006, 구조물의 용접 규격(Structural Welding Code) - 강, 3.5.2.절 (표 3.2) 58 페이지 및 66 페이지"에 기재되어 있는 공식이 이용된다.
CE = %C + (%Mn+%Si)/6 + (%Cr+%Mo+%V)/5 + (%Ni+%Cu)/15,
여기서, %C: 강의 C 함량,
%Mn: 강의 Mn 함량,
%Si: 강의 Si 함량,
%Cr: 강의 Cr 함량,
%Mo: 강의 Mo 함량,
%V: 강의 V 함량,
%Ni: 강의 Ni 함량,
%Cu: 강의 Cu 함량.
용융 침지 코팅에 의해 부착된 금속 보호 층이 선택적으로 제공된 고강도 판상 강 제품을 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법은 다음과 같은 작업 단계들을 포함한다.
위에서 이미 설명된 판상 강 제품과 동일한 강으로 제조된 미-코팅 판상 강 제품, 즉 아직 보호 층을 구비하지 않은 판상 강 제품이 제공된다. 따라서, 판상 강 제품을 구성하는 강은, wt%로, C: 0.10% 내지 0.50%, Si: 0.1% 내지 2.5% 미만, Mn: 1.0% 내지 3.5%, Al: 2.5% 이하, P: 0.020% 미만, S: 0.003% 미만, N: 0.02% 미만, 및 선택적으로 Cr: 0.1% 내지 0.5%, Mo: 0.1% 내지 0.3%, V: 0.01% 내지 0.1%, Ti: 0.001% 내지 0.15%, Nb: 0.02% 내지 0.05%, V, Ti 및 Nb의 양의 합계 Σ(V, Ti, Nb)에 대하여 Σ(V, Ti, Nb) ≤ 0.2%, B: 0.0005% 내지 0.005% 및 Ca: 0.01% 이하의 함량인 원소들 "Cr, Mo, V, Ti, Nb, B 및 Ca" 중에서 1종 이상과 함께, 잔부 철 및 불가피한 불순물을 함유한다. 제공된 판상 강 제품은 특히 냉간 압연된 판상 강 제품일 수 있다. 그러나, 본 발명의 방법에 있어서, 열간 압연된 판상 강 제품의 처리도 가능하다.
이와 같은 방식으로 제공된 판상 강 제품은 그 후에 판상 강 제품의 강의 Ac3 온도보다 높은 최대 960℃의 오스테나이트화 온도(THZ)까지 적어도 3℃/s의 가열 속도(θH1, θH2)로 가열된다. 급속 가열은 공정 시간을 단축하고 방법의 전체적인 경제적 효율을 개선한다.
오스테나이트화 온도(THZ)까지의 가열은 중단 없는 2개의 연속적인 단계에 의하여 서로 다른 가열 속도(θH1, θH2)로 실시된다.
공정의 경제적 효율을 증가시키기 위하여, 더 낮은 온도, 즉 TW 미만의 온도까지의 가열은 매우 급속히 실시될 수 있다. 더 높은 온도에서는, 탄화물의 용해가 시작된다. 이러한 이유로, 탄소 및 함유 가능한 Mo 또는 Cr과 같은 합금화 원소의 균일한 분포를 달성하기 위하여, 더 낮은 속도 θH2가 바람직하다. 오스테나이트 내에서의 느린 확산에 비하여 페라이트의 빠른 확산을 활용하기 위하여, 탄화물은 Ac1 온도 미만에서 제어된 방식으로 이미 고용되어 있다. 따라서, 고용 원자들은, 낮은 가열 속도 θH2의 결과로서, 재료 내에 더욱 균일하게 분포할 수 있다.
최대한으로 균질한 재료를 제조하기 위하여, 오스테나이트 변태(austenite conversion) 중에, 즉 Ac1과 Ac3 사이에서, 제한된 가열 속도 θH2가 또한 유리하다. 이는, 담금질 전의 균질한 초기 미세조직과, 그에 따라 담금질 후에 균일하게 분포된 마르텐사이트 및 미세한 잔류 오스테나이트에 기여하며, 최종적으로는 판상 강 제품의 향상된 기계적 물성에 기여한다.
200℃와 500℃ 사이의 온도에서 가열 속도를 감소시키는 것이 적절한 것으로 입증되었다. 여기에서, 경이롭게도, 3℃/s 내지 10℃/s의 가열 속도라도 설정될 수 있고 추구하는 결과가 손상되지는 않는 것으로 밝혀졌다.
따라서, 본 발명에 따라 추구하는 판상 강 제품의 물성을 달성하기 위하여, 2-단계 가열에 있어서, 제1 단계의 가열 속도(θH1)는 5℃/s 내지 25℃/s일 수 있고, 제2 단계의 가열 속도(θH2)는 3℃/s 내지 10℃/s, 특히 3℃/s 내지 5℃/s일 수 있다. 여기에서, 판상 강 제품은 200℃ 내지 500℃, 특히 250℃ 내지 500℃의 중간 온도(Tw)까지 제1 가열 속도(θH1)로 가열될 수 있고, 그 후에 오스테나이트화 온도(THZ)까지 제2 가열 속도(θH2)로 가열이 계속될 수 있다.
오스테나이트화 온도(THZ)에 도달하면, 본 발명에 따라, 판상 강 제품은 오스테나이트화 온도(THZ)에서 20초 내지 180초의 오스테나이트화 시간(tHZ) 동안 유지된다. 여기에서, 완전한 오스테나이트화를 달성하기 위하여, 유지 영역에서의 소둔 온도는 Ac3 온도보다 높아야 한다.
각각의 강의 Ac3 온도는 분석치의 함수이며 통상의 측정 기술에 의하여 기록되거나, 예를 들면 이하의 실험식(합금 함량의 단위는 wt%)으로 평가될 수 있다.
Ac3 [℃] = 910 - 203√%C - 15.2%Ni + 44.7%Si + 31.5%Mo + 104%V
여기서, %C: 강의 C 함량,
%Ni: 강의 Ni 함량,
%Si: 강의 Si 함량,
%Mo: 강의 Mo 함량,
%V: 강의 V 함량.
Ac3보다 높은 온도에서 소둔 후에, 판상 강 제품은, 마르텐사이트 종료 온도(martensite stop temperature)(TMf)보다 높고 마르텐사이트 개시 온도(martensite start temperature)(TMs)보다 낮은 냉각 중지 온도(cooling stop temperature)(TQ)(TMf < TQ < TMs)까지 냉각 속도 θQ로 냉각된다.
냉각 중지 온도(TQ)까지의 냉각은, 냉각 속도(θQ)가 최소 냉각 속도(θQ( min ))에 비하여 적어도 같거나 바람직하게는 빠른 조건(θQ ≤ θQ( min ))으로 본 발명에 따라 실시될 수 있다. 여기에서, 최소 냉각 속도(θQ( min ))는 이하의 실험식에 따라 계산될 수 있다.
θQ( min ) [℃/s] = -314.35 ℃/s + (268.74%C + 56.27%Si + 58.50%Al + 43.40%Mn + 195.02%Mo + 166.60%Ti + 199.19%Nb) ℃/(wt%·s)
여기서, %C: 강의 C 함량,
%Si: 강의 Si 함량,
%Al: 강의 Al 함량,
%Mn: 강의 Mn 함량,
%Mo: 강의 Mo 함량,
%Ti: 강의 Ti 함량,
%Nb: 강의 Nb 함량.
냉각 속도(θQ)는 전형적으로 -20℃/s 내지 -120℃/s의 범위이다. -51℃/s 내지 -120℃/s의 냉각 속도(θQ)에서는, 실제로는, C 또는 Mn 함량이 낮은 강에 대하여 조건 θQ ≤ θQ( min )이 확실히 만족될 수 있을 뿐이다.
최소 냉각 속도(θQ( min ))가 준수되면, 페라이트 및 베이나이트 변태는 안정적으로 방지되고, 30% 이하의 잔류 오스테나이트를 포함하는 판상 강 제품 내에 마르텐사이트 미세조직이 형성된다.
냉각 중에 실제로 생성되는 마르텐사이트의 양은, 판상 강 제품이 냉각 중에 마르텐사이트 개시 온도(TMS) 미만으로 냉각되는 정도 및 가속 냉각(accelerated cooling) 후에 냉각 중지 온도에서 판상 강 제품이 유지되는 유지 시간(tQ)에 의존한다. 본 발명에 따르면, 유지 시간(tQ)에 대해서는, 10초 내지 60초, 특히 12초 내지 40초의 범위가 규정된다. 대략 처음 3초 내지 5초의 유지 동안에, 마르텐사이트 변태와 더불어 열적 균질화가 일어난다. 그 후의 수초 내에 C 확산에 의하여 전위가 고정되고, 극히 미세한 석출물이 나타난다. 따라서, 유지 시간의 연장은 초기에는 마르텐사이트 양의 증가와 그에 따라 항복 강도의 증가를 일으킨다. 유지 시간이 증가함에 따라, 이러한 효과는 약해지며, 본 발명에 따르면 대략 60초 후에 항복 강도의 감소가 관찰될 수 있다.
항복 강도의 증가와 더불어, 냉각 중지 온도까지 본 발명에 따라 실시된 냉각 및 그 후에 이 온도에서 본 발명에 따라 규정된 시간 동안 판상 강 제품의 유지에 의하여, 성형 특성의 향상이 달성된다. 인장 강도 및 연신율이 최대화되어야 한다면, 유지 시간(tQ)은 오히려 더 낮은 범위, 즉 10초 내지 30초의 범위로 유지되어야 한다. 30초 내지 60초의 더욱 긴 유지 시간은 성형 특성에 바람직한 영향을 미치는 경향이 있다. 굽힘 각도에 대해서는 특히 그와 같은 경향이 있다.
마르텐사이트 개시 온도(TMS)는 이하의 식에 의하여 평가될 수 있다.
TMS [℃] = 539 ℃ + (-423%C-30.4%Mn-7.5%Si+30%Al) ℃/wt%
여기서, %C: 강의 C 함량,
%Si: 강의 Si 함량,
%Al: 강의 Al 함량,
%Mn: 강의 Mn 함량.
실제에 있어서는, 마르텐사이트 종료 온도(TMf)는 이하의 식에 의하여 계산될 수 있다.
TMf = TMs - 272℃
이 식은 이하의 가정에 기초하여 코이스티넨-마르부르거 식(Koistinen-Marburger equation)[D. P. 코이스티넨, R. E. 마르부르거, 악타 메탈러지(Acta Metall.) 7 (1959), 59 페이지]으로부터 유도되었다.
a) 마르텐사이트 비율이 95%에 도달하면, 마르텐사이트 변태가 종료된 것으로 간주된다.
b) 조성-의존성 상수(α)는 -0.011이다.
c) 마르텐사이트 종료 온도는 냉각 중지 온도와 동일하다.
냉각 중지 온도(TQ)는 전형적으로 적어도 200℃이다.
판상 강 제품의 냉각 및 냉각 중지 온도(TQ)에서의 유지 후에, 판상 강 제품은 냉각 중지 온도(TQ)에서부터 400℃ 내지 500℃, 특히 450℃ 내지 490℃의 온도(TP)까지 2℃/s 내지 80℃/s, 특히 2℃/s 내지 40℃/s의 가열 속도로 가열된다.
여기에서, 온도 TP까지의 가열은, 경제적 효율을 달성하기 위하여, 바람직하게는 1초 내지 150초의 가열 시간(tA) 내에 실시된다. 그와 동시에, 가열 시간은 이하에 더욱 상세히 설명된 확산 길이(xD)에 xDr만큼의 기여를 한다.
판상 강 제품을 가열한 후에 온도 TP에서 500초 이하의 유지 시간(tpi) 동안 선택적으로 또한 유지하는 목적은, 잔류 오스테나이트를 과포화 마르텐사이트로부터의 탄소로 부화(enrichment)하는 것이다. 이는 기술적 용어로 "탄소 분배" 또는 "분배"라고도 지칭된다. 유지 시간(tPi)은 특히 200초 이하이며, 10초 미만의 유지 시간(tPi)이 특히 실용적이다.
분배는 빠르면 가열 중에 이른바 "경사 분배(ramped partitioning)"로서 발생할 수 있거나, 가열 후에 분배 온도(TP)에서 유지[이른바 "등온" 분배("isothermal" partitioning)]함으로써, 등온 및 경사 분배의 조합에 의하여 발생할 수 있다. 이러한 방식으로, 특별한 템퍼링 효과 없이, 즉 마르텐사이트의 과템퍼링을 수반하지 않으면서, 후속 용융 침지 코팅에 필요한 높은 온도가 달성될 수 있다. 높은 온도 구배는 시스템 내에 더 많은 에너지 소비를 필요로 하므로, 경사 분배 중에 추구되는 더욱 저속의 가열 속도(θP1)는, 등온 분배에 비하여, 감소된 에너지 사용과 함께 특히 각 경우에 규정된 분배 온도(TP)의 정밀 제어를 가능하게 한다.
소성 연신을 방해하고 마르텐사이트의 강도와 굽힘 각도 및 구멍 확장 성형 특성에 유해한 영향을 미치는 조대한 탄화물과 같은 과템퍼링 마르텐사이트의 유해 효과는, 본 발명에 따른 유지 온도(TP)까지의 가열에 의하여 방지될 수 있으며, 분배 온도에서의 선택적 유지는 과템퍼링 마르텐사이트 방지의 신뢰성을 더욱 증가시킨다. 특히, 탄화물의 형성 및 잔류 오스테나이트의 분해는, 본 발명에 따라 규정된 경사 분배 시간(tPR)과 등온 분배 시간(tPI)으로 이루어진 전체 분배 시간(tPT) 및 분배 온도(TP)의 준수에 의하여 제어된 방식으로 억제된다.
그와 동시에, 본 발명에 따라 규정된 분배 온도(TP)는 오스테나이트 내의 탄소의 충분한 균질화를 보장하며, 이러한 균질화는 가열 속도(θP1), 분배 온도(TP) 및 적절한 유지 시간(tPi) 동안 분배 온도(TP)에서의 선택적 유지에 의하여 영향을 받을 수 있다.
오스테나이트 내의 탄소의 균질화를 평가하기 위하여, 이른바 "확산 길이(xD)"가 사용된다. 확산 길이(xD)는 다양한 가열 속도, 분배 온도 및 가능한 분배 시간이 서로 비교될 수 있게 한다. 확산 길이(xD)는 경사 분배에 기인하는 성분 xDr과 등온 분배에 기인하는 성분 xDi으로 이루어진다(xD = xDi + xDr). 각 경우에 어떻게 방법이 실시되는지에 따라서, 성분 xDr 또는 성분 xDi는 "0"일 수도 있으며, 본 발명에 따른 방법의 결과는 항상 0보다 큰 확산 길이(xD)를 제공한다.
등온 유지 중에 얻어지는 확산 길이 xDi, 즉 확산 길이 xD에 대한 기여량(contribution)은, 선택적으로 실시된 등온 분배에 대하여 아래의 식을 이용하여 계산될 수 있다.
Figure 112013104859713-pct00001
여기서, tpi = 등온 유지가 실시된 초 단위의 시간,
D = Do * exp(-Q/RT), Do = 3.72 * 10-5 m2/s,
Q = 148 kJ/mol, R = 8.314 J/(mol·K),
T = 켈빈 단위의 분배 온도(TP).
경사 분배 중에, 탄소의 재분배는 등온적으로 일어나지 않으므로, 가열 시간 동안에 달성된 확산 길이(xDr)를 계산하기 위하여 수치 근사법이 사용된다.
Figure 112013104859713-pct00002
여기서, ΔtPr ,j는 2회의 연산들 사이의 초 단위의 시간 단계이고, Dj는 각 경우에 전술한 바와 같이 각 시간 단계의 순간에 계산된 그 시점의 확산 계수(D)이다. 시간 단계(ΔtPr ,j)를 결정함에 있어서, 예로서 2회의 연산 사이에 1초가 경과한 것으로 가정되었다(ΔtPr ,j = 1초).
기본적으로, 분배 온도(TP)까지 가열 중의 분배 시간(tPr)에 대해서는, 아래의 식이 적용된다.
tPr [s] = 0 - tA
다시 말하자면, 분배 온도(TP)까지의 가열이 급속히 실시되어 가열 중에 탄소의 상당한 재분배가 일어나지 않는 경우에, 시간 tPr = 0 및 결과적으로 기여량 xDr = 0으로 가정될 수 있다. 분배 시간(tPr)이 최대 85초로 제한되면, 특히 경제적으로 효율적인 방식의 작업이 이루어진다.
각 경우에 고려된 확산 길이 xDi과 xDr의 합이 적어도 1.0㎛, 특히 적어도 1.5㎛이면, 본 발명에 따른 방법은 최적의 결과를 제공한다.
확산 길이가 증가하도록 열처리의 작업 파라미터들을 설정함으로써, 구멍 확장율에 약간의 영향만을 미치면서 각각의 판상 강 제품의 굽힘 각도가 향상할 수 있다. 확산 길이가 증가함에 따라, 구멍 확장율은 더욱 증가할 수 있지만, 굽힘 물성의 저하가 수반될 수도 있다. 더욱 큰 확산 길이는 결국에는 굽힘 물성과 구멍 확장율 모두의 저하를 야기한다. 본 발명에 따른 방법에 있어서, 1.5㎛ 내지 5.7㎛, 특히 2.0㎛ 내지 4.5㎛의 확산 길이가 달성되도록 작업 파라미터들이 설정되면, 최적의 결과가 얻어진다.
확산 길이(xD)에 의하여, 또는 분배 전에 냉각 및 유지 단계와 상호 작용하여 확산 길이의 값에 본질적으로 영향을 미치는 변수들을 변경함으로써, 항복 강도-대-인장 강도 비가 또한 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 냉각 단계에서 낮은 냉각 중지 온도(TQ) 및/또는 긴 유지 시간(tQ)을 선택함으로써, 40% 이상의 높은 마르텐사이트 비율이 형성되면, 높은 분배 온도(TP) 및 시간(tPt)을 선택함으로써, 더 큰 확산 길이(xD)가 달성되고 따라서 결국에는 높은 항복 강도-대-인장 강도 비가 달성될 수 있다. 대략 40% 미만의 마르텐사이트가 생성되면, 항복 강도-대-인장 강도 비에 미치는 확산 길이(xD)의 영향은 상당히 작다.
항복 강도-대-인장 강도 비는 강의 경화 능력의 척도이다. 대략 0.50의 비교적 낮은 항복 강도-대-인장 강도 비는 인장 연신율에 바람직한 효과를 미치지만, 구멍 확장율 및 굽힘 각도에는 역효과를 미친다. 대략 0.90의 높은 항복 강도-대-인장 강도 비는 구멍 확장율 및 굽힘 특성을 향상시킬 수 있지만, 인장 연신 중에 저하를 초래한다.
분배 후에, 판상 강 제품은 분배 온도(TP)에서부터 -3℃/s 내지 -25℃/s, 특히 -5℃/s 내지 -15℃/s의 냉각 속도(θP2)로 냉각된다.
본 발명에 따른 방법의 실시 중에, 본 발명에 따른 판상 강 제품에 용융 침지 코팅이 또한 제공된다면, 초기에는 분배 온도(TP)에서부터 400℃ 이상 500℃ 미만의 용융 욕 진입 온도(TB)까지 냉각 속도 θP2로 냉각된다.
판상 강 제품에는 그 후에 용융 욕의 통과에 의한 융융 침지 코팅이 실시되며, 용융 욕을 떠날 때에 판상 강 제품에 형성된 보호 층의 두께는 일반적인 방식으로, 예를 들면 제거 분사류(stripping jet)에 의하여 설정된다.
보호 층이 제공되어 용융 욕을 떠나는 판상 강 제품은, 마르텐사이트가 다시 생성되도록, 최종적으로 주위 온도(ambient temperature)까지 냉각 속도 θP2로 냉각된다.
본 발명에 따른 방법은 아연 피막이 제공된 판상 강 제품의 제조에 특히 적합하다. 그러나, 용융 아연 도금에 의하여 각각의 판상 강 제품에 적용될 수 있는 다른 금속 보호 층, 예를 들면 ZnAl, ZnMg, 또는 유사 보호 층도 가능하다.
본 발명에 따라 제조된 제품은, 면적 분율로, 25% 내지 80%의 템퍼링 마르텐사이트(제1 냉각 단계로부터의 마르텐사이트), 5% 내지 70%의 미템퍼링 신생 마르텐사이트(제2 냉각 단계로부터의 마르텐사이트), 5% 내지 30%의 잔류 오스테나이트, 10% 미만의 베이나이트(0% 포함) 및 5% 미만의 페라이트(0% 포함)를 포함하는 미세조직을 갖는다.
페라이트: 페라이트는, 마르텐사이트에 비하여, 본 발명에 따라 제조된 재료의 강도에 작은 기여만을 하는 미세조직 구성물이다. 따라서, 본 발명에 따라 제조된 판상 강 제품의 미세조직 내의 페라이트의 존재는 바람직하지 않고, 항상 5 면적 분율 미만이어야 한다.
베이나이트: 오스테나이트의 베이트나이트로의 상 변태 중에, 재료 내에 고용된 탄소의 일부는 오스테나이트-베이나이트 상 경계에 모이고, 다른 일부는 베이나이트 변태 중에 베이나이트 내로 함유된다. 따라서, 베이나이트 형성의 경우에, 베이나이트가 형성되지 않는 경우에 비하여, 낮은 비율의 탄소가 잔류 오스테나이트 내의 부화에 이용될 수 있다. 잔류 오스테나이트에 이용될 수 있는 가급적 많은 탄소를 확보하기 위하여, 베이나이트 양은 가능한 한 낮아야 한다. 바람직한 특성 프로파일을 달성하기 위하여, 베이나이트 양은 최대 10 면적 분율로 제한되어야 한다. 그러나, 더욱 바람직한 물성은 5 면적 분율의 더욱 낮은 베이나이트 양에서 나타난다. 이상적으로, 베이나이트의 형성은 완전히 방지될 수 있는데, 다시 말하자면, 베이나이트 양은 적게는 0 면적 분율까지 감소할 수 있다.
템퍼링 마르텐사이트: 분배 전에 존재하는 마르텐사이트로서의 템퍼링 마르텐사이트는, 분배 처리 중에 잔류 오스테나이트 내로 확산하여 이를 안정화하는 탄소의 공급원이다. 충분한 탄소가 이용될 수 있도록 하기 위하여, 템퍼링 마르텐사이트의 비율은 적어도 25 면적 분율이어야 한다. 그러나, 제1 냉각 후에, 적어도 20 면적 분율의 잔류 오스테나이트가 형성될 수 있도록, 템퍼링 마르텐사이트의 비율은 80 면적 분율을 초과하지 않아야 한다. 제1 냉각 후에 존재하는 잔류 오스테나이트의 비율은 열처리의 완료 시의 잔류 오스테나이트 및 제2 냉각 공정으로부터의 템퍼링 마르텐사이트의 형성을 위한 기초가 된다.
미템퍼링 마르텐사이트: 경질 미세조직 구성물로서의 마르텐사이트는 재료의 강도에 상당한 기여를 한다. 높은 강도 값을 달성하기 위하여, 미템퍼링 마르텐사이트의 비율은 5 면적 분율 이상이어야 하고, 템퍼링 마르텐사이트의 비율은 25 면적 분율 이상이어야 한다. 충분한 잔류 오스테나이트의 형성을 보장하기 위하여, 미템퍼링 마르텐사이트의 비율은 70 면적 분율을 초과하지 않아야 하고, 템퍼링 마르텐사이트의 비율은 80 면적 분율을 초과하지 않아야 한다.
주위 온도에서 최종 제품 내에 존재하는 잔류 오스테나이트: 잔류 오스테나이트는 연신율 특성의 향상에 기여한다. 재료의 충분한 연신율을 보장하기 위하여, 그 비율은 적어도 5 면적 분율이어야 한다. 반면에, 잔류 오스테나이트의 비율이 30 면적 분율을 초과하면, 이는 너무 적은 양의 마르텐사이트가 강도를 증가시키기 위하여 이용될 수 있다는 것을 의미한다.
본 발명에 따른 방법은 1200MPa 내지 1900MPa의 인장 강도, 600MPa 내지 1400MPa의 항복 강도, 0.40 내지 0.95의 항복 강도-대-인장 강도 비, 10% 내지 30%의 연신율(A50) 및 매우 양호한 성형성을 구비하는 고급 판상 강 제품을 제조하는 것을 가능하게 한다. 본 발명에 따른 판상 강 제품에 있어서, 이러한 점이 반영되어 Rm*A50의 곱이 15000MPa% 내지 35000MPa%가 된다. 그와 동시에, 본 발명에 따른 판상 강 제품은 (DIN EN 7438에 따른 2.0 * 시트 두께의 맨드릴 반경에 대하여) 100o 내지 180o의 높은 굽힘 각도(α) 및 (ISO-TS 16630에 따른) 구멍 확장율(λ)에 대하여 50% 내지 120%의 매우 양호한 값을 갖는다. 따라서, 본 발명에 따른 판상 강 제품은 높은 강도와 양호한 성형성 특성을 겸비한다.
도 1은 본 발명에 따른 방법의 변형 실시 형태를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 방법의 변형 실시 형태를 나타내며, 이 실시 형태에 있어서 판상 강 제품을 냉각 중지 온도(TQ)부터 분배 온도(TP)까지 가열하는 데에 필요한 가열 시간(tA)은 경사 분배 시간(tPr)과 동일하며, 이러한 방법의 실시 중에 판상 강 제품에는 아연 욕["아연 도금욕"] 내에서 용융 아연 도금이 실시된다.
일반적인 용융 침지 코팅 설비에 소정의 개조가 이루어지면, 기본적으로 용융 침지 코팅을 포함하는 본 발명에 따른 방법의 변형 실시 형태는 그러한 설비 내에서 실시될 수 있다. 930℃보다 높은 스트립 온도를 달성하기 위하여, 세라믹 노즐이 필요할 수도 있다. -120K/s까지의 높은 냉각 속도(θQ)는 최근의 가스 분사 냉각에 의해 달성될 수 있다. 종료 온도(TQ)에서 유지 후에 실시되는 분배 온도(TP)까지의 가열은 승압기(booster)의 사용에 의하여 달성될 수 있다. 분배 단계 후에, 시트는 용융 욕을 통과하며, 다시 마르텐사이트를 생성하기 위하여 제어된 조건으로 냉각된다.
본 발명은 여러 실시 형태로 시도되고 시험되었다.
이를 위하여, 표 1 내의 강 A 내지 강 N으로부터 제조된 냉간 압연 강 스트립의 샘플들이 조사되었다.
샘플들에는 본 발명에 따라 규정된 방법 단계들이 실시되었으며, 이 단계들은 도 1에 도시되어 있고 표 2에는 공정 파라미터들이 기재되어 있다. 그와 같은 실시에 있어서, 본 발명에 따른 규정을 벗어난 절차의 효과를 설명하기 위하여, 공정 파라미터들은 본 발명을 따르는 파라미터와 본 발명을 따르지 않는 파라미터 사이에서 변화되었다. 확산 길이의 계산은 1초씩의 시간 단위에 기초하였다.
이러한 방식으로 얻어진 냉간 압연 스트립 샘플의 기계적 물성이 표 3에 정리되어 있다. 얻어진 냉간 압연 스트립 샘플의 미세조직 구성물은 표 4에 "면적 분율" 단위로 기재되어 있다. 여기에서, 미템퍼링 및 템퍼링 마르텐사이트, 베이나이트 및 페라이트의 상 분율은 X-선 회절법에 의하여 ±1 면적 분율의 정밀도로 또한 결정되었다. 5 면적 분율 미만의 비율은 "미량"(traces)으로 기재되어 있다.
표, 청구범위 및 명세서에서, 이하의 약어가 사용된다.
Figure 112013104859713-pct00003
Figure 112013104859713-pct00004
Figure 112013104859713-pct00005
Figure 112013104859713-pct00006
Figure 112013104859713-pct00007
Figure 112013104859713-pct00008
Figure 112013104859713-pct00009
Figure 112013104859713-pct00010
Figure 112013104859713-pct00011
Figure 112013104859713-pct00012

Claims (17)

  1. 인장 강도(Rm)가 적어도 1200MPa이며,
    wt%로,
    C: 0.10% 내지 0.50%,
    Si: 0.1% 이상 2.5% 미만,
    Mn: 1.0% 내지 3.5%,
    Al: 2.5% 이하,
    P: 0.020% 미만,
    S: 0.003% 미만,
    N: 0.02% 미만,
    선택적으로,
    Cr: 0.1% 내지 0.5%,
    Mo: 0.1% 내지 0.3%,
    V: 0.01% 내지 0.1%,
    Ti: 0.001% 내지 0.15%,
    Nb: 0.02% 내지 0.05%,
    V, Ti 및 Nb의 양의 합계 Σ(V, Ti, Nb)에 대하여 Σ(V, Ti, Nb) ≤ 0.2%,
    B: 0.0005% 내지 0.005 % 및
    Ca: 0.01% 이하의 함량인 원소들 "Cr, Mo, V, Ti, Nb, B 및 Ca" 중에서 1종 이상과 함께,
    잔부 철 및 불가피한 불순물을 함유하고,
    면적 분율로, 5% 미만의 페라이트, 5% 미만의 베이나이트, 5% 내지 70%의 미템퍼링 마르텐사이트, 5% 내지 30%의 잔류 오스테나이트 및 25% 내지 80%의 템퍼링 마르텐사이트를 포함하며,
    미템퍼링 마르텐사이트 내에 함유된 철 탄화물의 적어도 99%는 500nm 미만의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 판상 강 제품.
  2. 제1항에 있어서,
    wt%로, Al 함량은 0.01% 내지 1.5%, Cr 함량은 0.20% 내지 0.35%, V 함량은 0.04% 내지 0.08%, Ti 함량은 0.008% 내지 0.14%, B 함량은 0.002% 내지 0.004% 또는 Ca 함량은 0.0001% 내지 0.006%인 것을 특징으로 하는 판상 강 제품.
  3. 제1항에 있어서,
    강의 탄소 당량(CE)에 대하여,
    0.35wt% ≤ CE ≤ 1.2wt%가 유효하며,
    여기에서, CE = %C + (%Mn+%Si)/6 + (%Cr+%Mo+%V)/5 + (%Ni+%Cu)/15,
    %C: 강의 C 함량,
    %Mn: 강의 Mn 함량,
    %Si: 강의 Si 함량,
    %Cr: 강의 Cr 함량,
    %Mo: 강의 Mo 함량,
    %V: 강의 V 함량,
    %Ni: 강의 Ni 함량,
    %Cu: 강의 Cu 함량인
    것을 특징으로 하는 판상 강 제품.
  4. 제3항에 있어서,
    탄소 당량(CE)에 대하여,
    0.5wt% ≤ CE ≤ 1.0wt%가 유효한 것을 특징으로 하는 판상 강 제품.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    용융 침지 코팅에 의해 적용된 금속 보호 층이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 판상 강 제품.
  6. 고강도 판상 강 제품을 제조하기 위하여,
    - wt%로,
    C: 0.10% 내지 0.50%,
    Si: 0.1% 이상 2.5% 미만,
    Mn: 1.0% 내지 3.5%,
    Al: 2.5% 이하,
    P: 0.020% 미만,
    S: 0.003% 미만,
    N: 0.02% 미만,
    선택적으로,
    Cr: 0.1% 내지 0.5%,
    Mo: 0.1% 내지 0.3%,
    V: 0.01% 내지 0.1%,
    Ti: 0.001% 내지 0.15%,
    Nb: 0.02% 내지 0.05%,
    V, Ti 및 Nb의 양의 합계 Σ(V, Ti, Nb)에 대하여 Σ(V, Ti, Nb) ≤ 0.2%,
    B: 0.0005% 내지 0.005 % 및
    Ca: 0.01% 이하의 함량인 원소들 "Cr, Mo, V, Ti, Nb, B 및 Ca" 중에서 1종 이상과 함께, 잔부 철 및 불가피한 불순물을 함유하는 강의 미-코팅 판상 강 제품을 제공하는 작업 단계와,
    - 판상 강 제품의 강의 Ac3 온도보다 높고 최대 960℃인 오스테나이트화 온도(THZ)까지, 적어도 3℃/s의 가열 속도(θH1, θH2)로 판상 강 제품을 가열하는 작업 단계와,
    - 판상 강 제품을 오스테나이트 온도에서 20초 내지 180초의 오스테나이트화 시간(tHZ) 동안 유지하는 작업 단계와,
    - 마르텐사이트 종료 온도(TMf)보다 높고 마르텐사이트 개시 온도(TMs)보다 낮은 냉각 중지 온도(TQ)(TMf < TQ < TMS)까지, 냉각 속도(θQ)에 대하여, θQ ≤ θQ(min) 가 유효한 상기 냉각 속도(θQ)로 판상 강 제품을 냉각하는 작업 단계와,
    여기에서, θQ(min) [℃/s] = -314.35 ℃/s + (268.74%C + 56.27%Si + 58.50%Al + 43.40%Mn + 195.02%Mo + 166.60%Ti + 199.19%Nb) ℃/(wt%·s),
    %C: 강의 C 함량,
    %Si: 강의 Si 함량,
    %Al: 강의 Al 함량,
    %Mn: 강의 Mn 함량,
    %Mo: 강의 Mo 함량,
    %Ti: 강의 Ti 함량,
    %Nb: 강의 Nb 함량
    - 판상 강 제품을 냉각 중지 온도(TQ)에서 10초 내지 60초의 유지 시간(tQ) 동안 유지하는 작업 단계와,
    - 냉각 중지 온도(TQ)에서부터, 2℃/s 내지 80℃/s의 가열 속도(θP1)로 400℃ 내지 500℃의 분배 온도(TP)까지 판상 강 제품을 가열하는 작업 단계와,
    - 판상 강 제품을 분배 온도(TP)에서 등온적으로 500초 이하의 유지 시간(tPi) 동안 선택적으로 유지하는 작업 단계와,
    - 분배 온도(TP)에서부터, -3℃/s 내지 -25℃/s의 냉각 속도(θP2)로 판상 강 제품을 냉각하는 작업 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 판상 강 제품 제조 방법
  7. 제6항에 있어서,
    분배 온도(TP)에서부터 냉각 속도(θP2)로 냉각하는 작업 단계에서,
    - 우선, 판상 강 제품은 400℃ 이상 500℃ 미만의 용융 욕 진입 온도(TB)까지 냉각되고,
    - 이어서, 용융 욕 진입 온도(TB)까지 냉각된 판상 강 제품은 용융 욕을 통과함으로써 용융 침지 코팅되고, 판상 강 제품에 형성된 보호 층의 두께가 설정되며,
    - 최종적으로, 보호 층을 구비하고 용융 욕을 나온 판상 강 제품은 냉각 속도(θP2)로 주위 온도(ambient temperature)까지 냉각되는 것을 특징으로 하는 고강도 판상 강 제품 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    오스테나이트화 온도(THZ)까지의 가열은 중단 없는 2개의 연속 단계에서 서로 다른 가열 속도(θH1, θH2)로 실시되는 것을 특징으로 하는 고강도 판상 강 제품 제조 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    제1 단계의 가열 속도(θH1)는 5℃/s 내지 25℃/s이고, 제2 단계의 가열 속도(θH2)는 3℃/s 내지 10℃/s인 것을 특징으로 하는 고강도 판상 강 제품 제조 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    판상 강 제품은 200℃ 내지 500℃의 중간 온도(TW)까지 제1 가열 속도(θH1)로 가열되고, 이어서 오스테나이트 온도(THZ)까지 제2 가열 속도(θH2)로 가열이 연속되는 것을 특징으로 하는 고강도 판상 강 제품 제조 방법.
  11. 제6항에 있어서,
    냉각 속도(θQ)는 -20℃/s 내지 -120℃/s인 것을 특징으로 하는 고강도 판상 강 제품 제조 방법.
  12. 제6항에 있어서,
    냉각 중지 온도(TQ)는 적어도 200℃인 것을 특징으로 하는 고강도 판상 강 제품 제조 방법.
  13. 제6항에 있어서,
    냉각 중지 온도(TQ)에서 판상 강 제품이 유지되는 유지 시간(tQ)은 12초 내지 40초인 것을 특징으로 하는 고강도 판상 강 제품 제조 방법.
  14. 제6항에 있어서,
    냉각 중지 온도(TQ)에서부터 실시되는 가열의 가열 속도(θP1)는 2℃/s 내지 80℃/s인 것을 특징으로 하는 고강도 판상 강 제품 제조 방법.
  15. 제6항에 있어서,
    분배 온도(TP)까지의 가열은 1초 내지 150초의 가열 시간(tA) 내에 실시되는 것을 특징으로 하는 고강도 판상 강 제품 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    분배 온도(TP)까지의 가열 중에 분배 시간(tPr)에 대하여,
    tpr [s] = 0 - tA가 유효한 것을 특징으로 하는 고강도 판상 강 제품 제조 방법.
  17. 제6항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    확산 길이(xD)에 대하여, xD ≥ 1.0㎛가 유효한 것을 특징으로 하는 고강도 판상 강 제품 제조 방법.
    여기에서, xD = xDi + xDr
    xDi: 등온 유지 중에 얻어지는 확산 길이(xD)에 대한 기여량으로서, 식
    Figure 112019027619975-pct00016
    에 따라 계산되며,
    여기서, tPi = 등온 유지가 실시된 초 단위의 시간,
    D = D0 * exp(-Q/RT), D0 = 3.72*10-5 m2/s,
    Q = 148 kJ/mol, R = 8.314 J/(mol·K),
    T = 켈빈 단위의 분배 온도(TP)이고,
    xDr: 분배 온도까지의 가열 중에 얻어지는 확산 거리(xD)에 대한 기여량으로서, 식
    Figure 112019027619975-pct00017
    에 따라 계산되며,
    여기서, ΔtPr,j = 2회의 계산 사이의 초 단위의 시간 단계,
    Dj = D0 * exp(-Q/RTj), D0 = 3.72*10-5 m2/s,
    Q = 148 kJ/mol, R = 8.314 J/(mol·K)
    Tj = 각 경우에 켈빈 단위의 현재 분배 온도(TP)이며,
    xDi 또는 xDr은 0일 수도 있음.
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