KR102018935B1 - 낮은 Si 함량의 강 스트립 - Google Patents

Abstract

본 발명은 호랑이 줄무늬를 나타내지 않는 2상 또는 복합상의 강 스트립을 제공한다. 본 발명에 의하면, 하기의 원소들을 질량%로 포함한다:
C 0.08-0.11%; Mn 1.70-2.20%; Si 최대 0.1%; Cr 0.04-0.70%; Mo 최대 0.3%; Ni 최대 1.0%, Al 0.01-1.5%; Nb 최대 0.07%; 및 선택적으로 0.005% 이상의 P, 0.015% 이하의 N, 0.1% 이하의 Ti, 0.1% 이하의 V, 0.01% 이하의 B로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 원소; Fe 잔류물 및 불가피한 불순물을 포함하며, 상기 Cr, Mo 및 Ni의 합은 0.5% 이상이다.

Description

낮은 Si 함량의 강 스트립{STEEL STRIP HAVING A LOW SI CONTENT}

본 발명은 낮은 실리콘 함량의 강 스트립에 관한 것으로, 바람직하게는 용융 침지 아연도금된(hot dip galvanised) 강 스트립, 더욱 바람직하게는 용융 침지 아연 도금된 2상(dual phase) 또는 복합상(complex phase) 강 스트립에 관한 것이다.

강도 및 연성(성형성)에 관해 균형 잡힌 특성을 갖는 2상(DP) 강 스트립이 당업계에 잘 알려져 있다. 냉간 압연된(cold rolled) DP 강 스트립에서, 실리콘은 비용 감소 및/또는 제어, 고용 강화(solid solution strengthening), 및 카바이드 석출을 피하려는 이유에서 매우 통상적으로 사용되는 합금 원소이며, 이는 연성(신장)의 면에서 유리하다. 그러나, Si는 표면-관련 문제들을 일으킨다. 용융 스트립 밀(hot strip mill) 및 어닐링 라인의 공정 동안 생성된 Si 산화물은, 외관 및 코팅성에 영향을 미치는 소위 "호랑이 줄무늬(tiger stripe)"의 발생 위험성을 높인다. 따라서, 통상은 DP 강, 특히 용융 침지 아연도금된(HDG) DP 강에 실리콘을 사용하는 것이 제한된다. 전형적으로, DP 강 내의 Si 함량은 HDG DP 시트에서 0.2-0.3 중량%이고, 코팅이 안된 강 시트에서 0.2-0.5 중량%이다.

EP 2169091에서, 항복 강도(yield strength)가 낮은 고강도 용융-침지 아연도금된 강 시트가 알려졌다. 강 조성은 질량%로 0.01-0.12% C, 0.2% 이하의 Si, 2% 미만의 Mn, 0.04% 이하의 P, 0.02% 이하의 S, 0.3% 이하의 가용성 Al, 0.01% 이하의 N, 0.3-2% Cr, 잔부 철 및 불가피한 불순물을 포함하며, 또한 2.1≤[Mn_eq]≤3 및 0.24≤[%Cr]/[%Mn]을 만족한다. 강의 미세구조는 페라이트 및 제 2 상으로 구성되며, 제 2 상의 면적비는 2-25%이고, 제 2 상 내의 펄라이트(pearlite) 또는 배이나이트(bainite)의 면적비는 0-20%이며, 제 2 상의 평균 입자 직경은 0.9-7㎛이고, 제 2 상 내의 0.8㎛ 미만의 입자 직경을 갖는 입자들의 면적비는 15% 미만이다. 상기 강 조성은 낮은 Si 및 낮은 Al 합금 기술사상에 기초한 수많은 예들에서 볼 수 있다.

본 발명의 목적은 특히 호랑이 줄무늬의 발생을 피할 수 있는 충분한 표면 품질과, 강도 및 연성에서 소망하는 미세구조 특성을 겸비한 2상(DP) 또는 복합상(CP) 강 조성과 같은 강 조성을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 양호한 코팅성을 갖는 강 조성을 제공하는 것이다.

본 발명에 의하면, 질량%로 하기에 기재된 원소들을 포함하고 600MPa 강 카테고리에서의 최대 인장강도(UTS) Rm을 갖는 강 스트립이 제공된다:

C 0.08-0.11%;

Mn 1.70-2.20%;

Si 최대 0.1%;

Cr 0.40-0.70%;

Mo 최대 0.3%;

Ni 최대 1.0%;

Al 0.01-1.50%;

하기에 기재된 원소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 선택적 원소;

Nb 최대 0.07%;

P 0.005% 이상;

N 0.015% 이하;

Ti 0.1% 이하;

V 0.1% 이하;

B 0.01% 이하;

상기 Cr, Mo 및 Ni의 총합은 0.5% 이상;

잔부 Fe 및 불가피한 불순물.

놀랍게도, 본 발명에 의한 강 조성은 600MPa 수준에서 종래의 (HDG) DP 강 스트립에 필적할만한 허용가능한 수준의 강도 및 성형 특성을 가지며, 호랑이 줄무늬를 나타내지 않았다.

야금적 측면에 대해서는, 하기의 가이드라인을 적용한다:

C는 스팟 용접성(spot weldability)의 측면에서 0.08-0.11%이다. C가 0.08% 미만인 경우, 탄소 함량은 DP나 CP 미세구조를 형성하기에는 너무 적다.

Si는 최대 0.1%이다. Si는 호랑이 줄무늬의 원인이 되는 주요 인자인 것으로 드러났다. 안전한 방식으로 이들 표면 결점을 발생시킬 위험성을 피하기 위하여, 그 양은 최대 0.1%로 제한된다. 바람직하게는, Si 함량은 0.02-0.08%의 범위 내에 있다.

통상, Al 및 Si의 첨가는 강의 성형성에 대해 유사하게 유익한 영향을 가진다. 그러나, 호랑이 줄무늬의 관점에서는, Al이 부정적인 영향을 갖는다. 따라서, Al은 0.01-1.5%, 예컨대 0.01-1.10%의 범위 내에 있다. 바람직하게는, Al의 최소 함량은 0.1% 초과, 더욱 바람직하게는 약 0.2% 초과이며, Al 함량은 유리하게는 0.5% 미만, 예컨대 약 0.3% 미만이다. Mn은 1.7-2.20%, 바람직하게는 1.70-1.95%의 수준으로 존재하여, 낮은 Si 함량에 의해 야기되는 강도의 감소를 보충한다.

Cr, Mo 및 Ni는 또한 본 발명의 강 스트립의 DP 또는 CP 미세구조를 결정하는 강도 및 경화 요인(hardening reason)을 위해 존재한다. 본 발명에 의하면, 상기 원소들의 총 합은 0.5% 이상이다. 개별적인 원소의 양은 하기와 같다:

Cr 0.4-0.7%, 바람직하게는 0.5-0.6%;

Mo 최대 0.3%, 바람직하게는 0.01% 미만; 및

Ni 0-1.0%, 바람직하게는 0-0.05%.

강 스트립 조성은 선택적으로는 다른 합금 원소들도 소량으로 포함할 수도 있다. 불가피한 불순물 및 다른 합금 원소의 총합은 유리하게는 1.25% 미만이다. 바람직하게는, 추가의 합금 원소 및 개별적 불순물들의 상한은 하기와 같다:

P 0.005% 이상, 유리하게는 최대 0.05%;

N 최대 0.015%;

Nb 최대 0.07%, 바람직하게는 최대 0.005%;

Ti 최대 0.1%

V 최대 0.1%;

B 최대 0.01%.

바람직하게는, 본 발명에 의한 강 스트립은 마르텐사이트(martensite) 2-50%, 바람직하게는 5% 이상; 페라이트 50-98%; 및 선택적으로 펄라이트(pearlite) 3% 미만, 바람직하게는 약 0%를 포함하는 미세구조를 갖는다. 유리하게는, 입자 크기는 약 30㎛ 이하이다.

바람직한 구현예에서, 강 스트립은 Zn을 포함하는 코팅으로 피복되어 있다. 코팅은 다양한 방식으로 적용될 수 있지만, 표준 GI 코팅욕을 사용하는 용융 침지 아연도금이 바람직하다. 다른 Zn 코팅도 또한 적용할 수 있다. 하나의 예는 WO 2008/102009에 따른 Zn 합금 코팅, 특히 0.3-4.0%의 Mg, 0.05-6.0%의 Al, 및 선택적으로 최대 0.2%의 하나 이상의 추가 원소, 불가피한 불순물 및 잔부 아연으로 이루어지는 아연 합금코팅층을 포함한다. 0.2 중량% 미만의 소량으로 통상 추가되는 추가 원소는 Pb 또는 Sb, Ti, Ca, Mn, Sn, La, Ce, Cr, Ni, Zr 또는 Bi를 포함하는 군에서 선택될 수 있다. Pb, Sn, Bi 및 Sb는 통상 스팽글을 형성하기 위해 첨가된다. 바람직하게는, 아연 합금 중의 추가 원소들의 총량은 최대 0.2%이다. 이러한 소량의 추가 원소들은 통상의 적용에 유의한 정도로, 코팅 또는 욕(bath)의 특성을 변경시키지 않는다. 바람직하게는, 하나 이상의 추가 원소들이 아연 합금 코팅 중에 존재하는 경우, 각각은 ＜0.02 중량%의 양으로 존재하고, 바람직하게는 각각은 ＜0.01 중량%의 양으로 존재한다. 추가 원소들은 통상 용융 침지 아연도금용 용융 아연 합금으로 채워진 욕 내에서 드로스(dross) 형성을 방지하거나, 또는 코팅층 내에 스팽글을 형성하기 위해 추가된다.

본 발명은 추가로 하기의 실시예들에 의해 설명될 것이다.

실시예 1-4

표 1에 나타낸 조성을 갖는 시트는 통상의 냉간 압연 및 연속 어닐링 공정에 의해 제조된다. 열간 압연 후에, 스트립은 표 2에 나열된 최종 두께로 냉간 압연된다. 실시예 1-2에 대해서, 냉간 압연 스트립은 표준 강 제조 및 압연 경로를 통하여 제조된다. 냉간 압연 후에, 재료들은 표준 어닐링 라인에서 연속적으로 어닐링된다. 실시예 1 및 2에 대한 관련 데이터가 표 3에 제시되어 있다. 온도 T1으로 가열한 후, T2로 서서히 냉각(속도 1-10℃/s)하고, 이어서 온도 T3로 신속히 냉각(속도 20-60℃/s)시킨다. 다음에, 상기 재료를 아연도금한다. 실시예 3-4도 유사한 방식으로 제조된다.

또한 시트를 호랑이 줄무늬의 존재를 확인하기 위해 시각적으로 검사하였다. 호랑이 줄무늬는 관찰되지 않았다. 표면 품질은 거의 완전-마무리(full-finish) 상태였다. 또한 양호한 코팅성도 얻었다.

Claims (12)

1. 질량%로 하기에 기재된 원소들을 포함하고 600MPa 강 카테고리에서의 최대 인장 강도 Rm을 갖는 강 스트립:
   C 0.08-0.11%;
   Mn 1.70-2.20%;
   Si 최대 0.1%;
   Cr 0.40-0.70%;
   Mo 최대 0.3%;
   Ni 최대 0.05%;
   Al 0.2-0.5%;
   Nb 최대 0.07%;
   P 최대 0.05%;
   N 0.015% 이하;
   Ti 0.1% 이하;
   V 0.1% 이하;
   B 0.01% 이하;
   상기 Cr, Mo 및 Ni의 총합은 0.5% 이상;
   잔부 Fe 및 불가피한 불순물.
2. 제 1 항에 있어서,
   Si은 최대 0.08%인 것을 특징으로 하는 강 스트립.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   하기에 기재된 원소들을 포함하는 것을 특징으로 하는 강 스트립:
   Mn 1.70-1.95%;
   Si 0.02-0.08%.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   하기에 기재된 원소들을 포함하는 것을 특징으로 하는 강 스트립:
   Cr 0.50-0.60%;
   Mo 최대 0.01%.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   하기에 기재된 원소들을 포함하는 것을 특징으로 하는 강 스트립:
   Nb 최대 0.005%;
   P 0.005% 이상.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   하기의 것들을 포함하는 미세 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 강 스트립:
   마르텐사이트 2-50%;
   페라이트 50-98%; 및
   선택적인 펄라이트 3% 미만.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   입자 크기는 30㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 강 스트립.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   Zn을 포함하는 코팅으로 피복되는 것을 특징으로 하는 강 스트립.
9. 제 8 항에 있어서,
   용융 침지 아연도금되는 것을 특징으로 하는 강 스트립.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 코팅은 질량%로 하기에 기재된 원소들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 강 스트립:
    0.3-4.0% Mg과 0.05-6.0% Al;
    최대 0.2%의 Pb, Sb, Ti, Ca, Mn, Sn, La, Ce, Cr, Ni, Zn 및 Bi의 군에서 선택된 하나 이상의 추가 원소; 및
    불가피한 불순물과 잔부 아연.
11. 제 6 항에 있어서,
    상기 마르텐사이트는 5% 이상인, 강 스트립.
12. 제 6 항에 있어서,
    상기 펄라이트는 0%인, 강 스트립.