KR102378653B1

KR102378653B1 - 냉연 강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR102378653B1
Application number: KR1020207024310A
Authority: KR
Inventors: 링링 양; 다츠야 나카가이토
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2018-02-28
Filing date: 2019-02-26
Publication date: 2022-03-25
Also published as: WO2019167933A1; EP3760752A1; JPWO2019167933A1; KR20200112929A; MX2020008963A; EP3760752A4; JP6631762B1; US11345974B2; EP3760752B1; CN111788324A; US20200399730A1; CN111788324B

Abstract

본 발명의 과제는, 고 r 값이고, r 값의 면내 이방성이 작으며, 판 폭 방향의 재질 균일성이 우수한 냉연 강판 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 냉연 강판은, 특정한 성분 조성과 페라이트 결정립의 평균 애스펙트비가 2.0 이하인 강 조직을 갖고, 하기 식 (1) 로 나타내는 r 값을, 판 폭 방향에서 간격 200 mm 떨어진 3 개 지점에서 측정하였을 때의 평균값인 r_ave 값이 1.20 이상이고, 하기 식 (2) 로 나타내는 Δr 의 절대값인 ｜Δr｜ 을, 판 폭 방향에서 간격 200 mm 떨어진 3 개 지점에서 측정하였을 때의 평균값인 ｜Δr_ave｜ 가 0.40 이하이고, 그 3 개 지점에 있어서 ｜Δr｜ 의 최대값과 최소값의 차가 0.15 이하이다.
식 (1) : r 값 ＝ (r₀ ＋ 2r₄₅ ＋ r₉₀)/4
식 (2) : Δr ＝ (r₀ － 2r₄₅ ＋ r₉₀)/2
식 (1) 및 (2) 중, r₀, r₄₅, 및 r₉₀ 은, 강판의 압연 방향에 대해 0°, 45°, 및 90°방향의 r 값이다.

Description

냉연 강판 및 그 제조 방법

본 발명은, 주로 자동차의 외판 등에 바람직하게 사용되는 냉연 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 상세하게는, 본 발명은, 고 r 값이고, r 값의 면내 이방성이 작으며, 또한 판 폭 방향의 재질 균일성이 우수한 냉연 강판 및 그 제조 방법이다.

최근, 예를 들어 자동차 업계에 있어서는, 지구 환경의 보전이라는 관점에서, 탄산 가스 CO₂ 배출량을 삭감하기 위해, 자동차의 연비를 개선하는 것이 중요한 과제로 되어 왔다. 자동차의 연비 향상에는, 자동차 차체의 경량화를 도모하는 것이 유효하고, 그러기 위해서는, 자동차 차체의 강도를 유지하면서 차체의 경량화를 도모할 필요가 있다. 자동차 부품용 소재가 되는 강판을 고강도화하고, 구조를 간략화하여 부품 점수를 삭감할 수 있으면, 경량화를 달성할 수 있다. 그러나, 고강도화된 강판은 연강판에 비하면 성형성, 특히 딥 드로잉성이 크게 열화된다. 또한, 면내 이방성이 작으면, 동일한 r 값 (랭크포드값) 이어도 성형성의 향상에 기여하기 때문에, 적용 부품에 따라서는 면내 이방성의 저감도 요구되고 있다. 또, 고 r 값화를 하기 위해 Nb 나 Ti 를 첨가하고, 강 중에 고용 탄소나 질소를 고정시키는 방법이 있다. 합금 원소가 다량으로 첨가되는 경우, 석출물이 생성되어, 코일 내, 특히 코일 폭 방향에 있어서의 재질의 편차가 커진다. 안정적으로 프레스 성형을 실시하는 것이 곤란해지기 때문에, 코일의 폭 방향의 재질 균일성이 요구되고 있다.

특허문헌 1 에는 고강도이며, 딥 드로잉성 및 코일 내 재질 균일성이 우수한 고강도 냉연 강판 및 그 제조 방법이 개시되어 있다. 또, 특허문헌 2 에는 딥 드로잉성이 우수한 냉연 강판, 도금 강판 및 그 제조 방법이 개시되어 있다. 또, 특허문헌 3 에는 딥 드로잉성이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판 및 그 제조 방법이 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 2013-100594호 일본 공개특허공보 2014-28998호 일본 공개특허공보 2015-63729호

특허문헌 1 에 기재된 기술은 판 폭 방향의 r 값 및 면내 이방성에 관하여 고려되어 있지 않다.

특허문헌 2 및 특허문헌 3 에 기재된 기술은, r 값 및 면내 이방성의 제어에 관한 기술이 있지만, 판 폭 방향의 재질의 편차의 기술은 없기 때문에, 판 폭 방향의 재질 균일성에 관하여 실용상의 과제가 있다.

상기 서술한 바와 같이, 종래의 기술에서는 모두 실용상의 과제가 있다. 본 발명은, 상기한 종래 기술이 안고 있는 문제를 유리하게 해결하는 것으로, 고 r 값이고, r 값의 면내 이방성이 작으며, 판 폭 방향의 재질 균일성이 우수한 냉연 강판 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위해서는, 본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 하기에 나타내는 지견을 얻었다.

(1) 페라이트 결정립의 평균 애스펙트비가 작아질수록, 고 r 값화되며, 또한 r 값의 면내 이방성이 작아진다.

(2) 상기 평균 애스펙트비를 제어하기 위해서는, 균열대 (均熱帶) 의 굽힘 및 되굽힘이 유효하다.

(3) 판 폭 방향의 재질이 어닐링 온도나 냉각 속도 등에 영향을 받기 쉽다. 판 폭 방향의 권취 온도차가 저감되면, 판 폭 방향의 재질의 편차를 저감시킬 수 있다. 또, 가열대의 급속 가열에 의해 강판의 판 폭 방향의 재질의 편차를 저감시킬 수 있는 것도 본 발명을 완성시킬 때에 지견을 얻었다.

본 발명은, 이상의 지견에 기초하여 완성된 것으로, 상기 과제는 이하의 수단에 의해 해결된다.

[1] 질량％ 로, C : 0.0003 ∼ 0.010 ％, Si : 0.01 ∼ 1.0 ％, Mn : 0.10 ∼ 3.0 ％, P : 0.005 ∼ 0.15 ％, S : 0.020 ％ 이하, Al : 0.01 ∼ 1.00 ％, N : 0.005 ％ 이하를 함유하고, 추가로, Nb : 0.005 ∼ 0.10 ％, Ti : 0.01 ∼ 0.10 ％, B : 0.0001 ∼ 0.0030 ％ 중, 어느 1 종 이상을 함유하고, 잔부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성과, 페라이트 결정립의 평균 애스펙트비가 2.0 이하인 강 조직을 갖고, 이하의 식 (1) 로 나타내는 r 값을, 판 폭 방향에서 간격 200 mm 떨어진 3 개 지점에서 측정하였을 때의 평균값인 r_ave 값이 1.20 이상, 이하의 식 (2) 로 나타내는 Δr 의 절대값인 ｜Δr｜ 을, 판 폭 방향에서 간격 200 mm 떨어진 3 개 지점에서 측정하였을 때의 평균값인 ｜Δr_ave｜ 가 0.40 이하이고, 그 3 개 지점에 있어서 ｜Δr｜ 의 최대값과 최소값의 차가 0.15 이하인 냉연 강판.

식 (1) : r 값 ＝ (r₀ ＋ 2r₄₅ ＋ r₉₀)/4

식 (2) : Δr ＝ (r₀ － 2r₄₅ ＋ r₉₀)/2

상기 식 (1) 및 식 (2) 에 있어서, r₀, r₄₅, 및 r₉₀ 은, 각각, 강판의 압연 방향에 대해 0°, 45°, 및 90°방향의 랭크포드값이다.

[2] 상기 성분 조성은, 추가로, 질량％ 로, Cr, Cu, Ni, Sn, As, Sb, Ca, Mg, Pb, Co, Ta, W, REM, Zn, Sr, Cs, Hf 및 V 의 어느 1 종 이상을 합계로 1 ％ 이하 함유하는 [1] 에 기재된 냉연 강판.

[3] 표면에 도금층을 갖는 [1] 또는 [2] 에 기재된 냉연 강판.

[4] 상기 도금층이, 용융 아연 도금층 또는 합금화 용융 아연 도금층인 [3] 에 기재된 냉연 강판.

[5] [1] 또는 [2] 에 기재된 성분 조성을 갖는 강 소재를 열간 압연하고, 판 폭 방향의 권취 온도차가 40 ℃ 이하인 조건에서 권취하는 열연 공정과, 상기 열연 공정에서 얻어진 열연 강판을 냉간 압하율 30 ∼ 75 ％ 로 냉간 압연하는 냉연 공정과, 상기 냉연 공정에서 얻어진 냉연 강판을, 예열대, 가열대, 균열대 및 냉각대를 구비하는 연속 어닐링 설비에서 350 ∼ 650 ℃ 의 범위 내를 35 ℃/s 이상의 평균 가열 속도로 가열하고, 균열 온도 700 ∼ 900 ℃ 및 균열 시간 1 ∼ 200 초로 균열 유지하고, 그 균열 유지에 있어서, 반경 100 mm 이상의 롤로 굽힘 및 되굽힘을 합계 4 회 이상 실시하는 어닐링 공정을 갖는 냉연 강판의 제조 방법.

[6] 상기 어닐링 공정 후에, 도금 처리를 실시하는 도금 공정을 갖는 [5] 에 기재된 냉연 강판의 제조 방법.

[7] 상기 도금 처리는, 용융 아연 도금층을 형성하는 도금 처리 또는 합금화 용융 아연 도금층을 형성하는 도금 처리인 [6] 에 기재된 냉연 강판의 제조 방법.

본 발명에 의하면, 항복 강도 320 MPa 이상이며, 고 r 값이고, r 값의 면내 이방성이 작으며, 판 폭 방향의 재질 균일성이 우수한 냉연 강판 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시형태로 한정되지 않는다.

먼저, 본 발명의 냉연 강판의 성분 조성에 대해 설명한다. 또한, 하기의 성분 조성의 설명에 있어서, 성분의 함유량의 단위의 「％」는, 「질량％」를 의미한다.

C : 0.0003 ∼ 0.010 ％

C 는, 강도를 상승시키기 위해 필요한 원소이다. C 함유량이 0.0003 ％ 미만에서는, 결정 입경이 조대화되어 항복 강도가 크게 저하되기 때문에, 가공시에 결함이 발생하기 쉬워진다. 그래서, C 함유량은 0.0003 ％ 이상으로 한다. C 함유량은 바람직하게는 0.0005 ％ 이상, 보다 바람직하게는 0.0008 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0010 ％ 이상이다. 한편, C 함유량이 0.010 ％ 를 초과하면 집합 조직의 발달을 억제하여, 고 r 값이 얻어지지 않게 된다. 또 C 함유량이 증가하면, 석출물이 증가하기 때문에, 성형할 때에 결함이 발생하기 쉬워진다. 따라서, C 함유량은 0.010 ％ 이하로 한다. C 함유량은 바람직하게는 0.008 ％ 이하, 보다 바람직하게는 0.006 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.005 ％ 로 한다.

Si : 0.01 ∼ 1.0 ％

Si 는 고용 강화에 의해 강판의 경도를 높이는 작용을 갖는 원소이다. 항복 강도를 안정적으로 확보하기 위해, Si 는 0.01 ％ 이상의 함유를 필요로 한다. Si 함유량은 바람직하게는 0.08 ％ 이상, 보다 바람직하게는 0.10 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.12 ％ 이상이다. 한편, Si 함유량이 1.0 ％ 를 초과하면, 연성, 표면 성상 및 용접성의 열화를 초래하기 때문에, 그 상한을 1.0 ％ 로 한다. Si 함유량은 바람직하게는 0.8 ％ 이하, 보다 바람직하게는 0.6 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.5 ％ 이하로 한다.

Mn : 0.10 ∼ 3.0 ％

Mn 은 고용 강화에 의해 강판의 경도를 높이는 작용을 갖는 원소이다. 항복 강도를 안정적으로 확보하기 위해, Mn 은 0.10 ％ 이상의 함유를 필요로 한다. 바람직하게는 0.20 ％ 이상, 보다 바람직하게는 0.40 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.60 ％ 이상이다. 한편, Mn 함유량이 많아지면, 고용 강화에 의한 연성 열화가 현저해지고, r 값이 저하됨으로써 성형성이 저하되므로, Mn 함유량은 3.0 ％ 이하로 한다. Mn 함유량은 바람직하게는 2.8 ％ 이하, 보다 바람직하게는 2.6 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 2.5 ％ 이하이다.

P : 0.005 ∼ 0.15 ％

P 는 고용 강화 원소로서 강의 강도를 향상시키는 효과가 있다. 그 때문에, P 함유량은 0.005 ％ 이상으로 한다. P 함유량은 바람직하게는 0.007 ％ 이상, 보다 바람직하게는 0.010 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.020 ％ 이상이다. 한편, 입계에 편석되어 성형성을 저하시킨다. 그 때문에, P 함유량은 0.15 ％ 이하로 하였다. P 함유량은 바람직하게는 0.12 ％ 이하, 보다 바람직하게는 0.10 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.09 ％ 이하이다.

S : 0.020 ％ 이하

S 는, Mn 과 결합하여 조대한 MnS 를 형성하고, 성형성을 저하시킨다. 이 때문에, S 함유량은 저감시키는 것이 바람직하다. 본 발명에서는, S 함유량은 0.020 ％ 이하이면 된다. S 함유량은 바람직하게는 0.017 ％ 이하, 보다 바람직하게는 0.015 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.014 ％ 이하이다. 또한, S 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않고, 적을수록 바람직하지만, 과도하게 S 함유량을 저하시키려면 수고스럽고, 제조 비용이 증가하므로, 제조 비용이나 제조하기 쉬움의 관점에서 S 함유량은 0.0001 ％ 이상이 바람직하다.

Al : 0.01 ∼ 1.00 ％

강 중에 산화물이 대량으로 존재하면 연성이 저하되는 점에서 탈산은 중요하다. 그 효과를 얻기 위해, Al 함유량은 0.01 ％ 이상으로 한다. Al 함유량은 바람직하게는 0.02 ％ 이상, 보다 바람직하게는 0.03 ％ 이상이다. 한편, Al 함유량이 1.00 ％ 를 초과하면, 산화물이나 질화물이 응집 조대화되어 연성이 저하되고, 성형성을 저하시킨다. 그래서, Al 함유량은 1.00 ％ 이하로 한다. Al 함유량은 바람직하게는 0.09 ％ 이하, 보다 바람직하게는 0.08 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.07 ％ 이하이다.

N : 0.005 ％ 이하

N 을 다량으로 함유하면, 과잉의 질화물이 생성되고, 강판의 연성이 저하된다. 또, 가공성을 열화시킨다. 이 때문에, N 함유량을 0.005 ％ 이하로 하였다. 또한, N 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않고, 적을수록 바람직하지만, 과도하게 N 함유량을 저하시키려면 수고스럽고, 제조 비용이 증가하므로, 제조 비용이나 제조하기 쉬움의 관점에서 N 함유량은 0.0001 ％ 이상이 바람직하다.

상기 성분 조성은, 추가로, Nb : 0.005 ∼ 0.10 ％, Ti : 0.01 ∼ 0.10 ％, B : 0.0001 ∼ 0.0030 ％ 중 1 종 이상을 함유한다.

Nb : 0.005 ∼ 0.10 ％

Nb 는 C 와 결합하여, 탄화물 NbC 로서 석출되어, 강 중에 존재하는 고용 C 의 일부를 고정시키고, 강판의 집합 조직을 발달시켜, r 값의 향상 및 Δr 값의 절대값의 저감에 기여한다. 또, Nb 의 미세한 탄질화물은 경도의 상승에 효과가 있다. 이 효과를 얻기 위해, Nb 를 함유하는 경우에는, 그 함유량은 0.005 ％ 이상으로 할 필요가 있다. Nb 함유량은 바람직하게는 0.010 ％ 이상, 보다 바람직하게는 0.020 ％ 이상이다. 한편, Nb 함유량이 0.10 ％ 를 초과하면, 합금의 비용의 증가뿐만 아니라, 재결정 종료 온도가 상승하고, 집합 조직이 발달하지 않게 되어, r 값이 저하된다. 또, 압연 부하를 높이기 때문에, 안정적인 강판 제조가 곤란해진다. 그 때문에, Nb 를 함유하는 경우에는, Nb 함유량을 0.10 ％ 이하로 한다. Nb 함유량은 바람직하게는 0.08 ％ 이하, 보다 바람직하게는 0.06 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.05 ％ 이하이다.

Ti : 0.01 ∼ 0.10 ％

Ti 는 Nb 와 마찬가지로, C 와 결합하여, 탄화물 TiC 로서 석출되어, 강 중에 존재하는 고용 C 의 일부를 고정시키고, 강판의 집합 조직을 발달시켜, r 값의 향상 및 Δr 값의 절대값의 저감에 기여한다. 또, Ti 의 미세한 탄질화물은, 경도의 상승에 효과가 있다. 이 효과를 얻기 위해, Ti 를 함유하는 경우에는, 그 함유량은 0.01 ％ 이상으로 할 필요가 있다. Ti 함유량은 바람직하게는 0.02 ％ 이상, 보다 바람직하게는 0.03 ％ 이상이다. 한편, Ti 함유량이 0.10 ％ 를 초과하면, 재결정 종료 온도가 상승하고, 집합 조직이 발달하지 않게 되어, r 값의 향상이 불가능해진다. 또, 압연 부하를 높이기 때문에, 안정적인 강판 제조가 곤란해진다. 그 때문에, Ti 를 함유하는 경우에는, Ti 함유량은 0.10 ％ 이하로 한다. Ti 함유량은 바람직하게는 0.09 ％ 이하, 보다 바람직하게는 0.08 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.06 ％ 이하이다.

B : 0.0001 ∼ 0.0030 ％

B 는 입계를 강화하여 가공성 향상에 유효한 원소이다. 또, B 를 함유하면, r 값 향상이나 Δr 값의 절대값의 저감에 효과가 있다. B 를 함유하는 경우, 그 함유량은 0.0001 ％ 이상으로 할 필요가 있다. B 함유량은 바람직하게는 0.0003 ％ 이상, 보다 바람직하게는 0.0004 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0005 ％ 이상이다. 한편, B 함유량이 0.0030 ％ 를 초과하면, B 는 Fe₂₃(CB)₆ 을 형성하여 가공성을 열화시킨다. 이 때문에, B 함유량은 0.0030 ％ 이하로 한다. B 함유량은 바람직하게는 0.0028 ％ 이하, 보다 바람직하게는 0.0026 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0025 ％ 이하이다.

본 발명의 냉연 강판의 성분 조성은, 추가로, Cr, Cu, Ni, Sn, As, Sb, Ca, Mg, Pb, Co, Ta, W, REM, Zn, Sr, Cs, Hf 및 V 의 어느 1 종 이상을 합계로 1 ％ 이하 함유해도 된다. 바람직하게는 0.10 ％ 이하, 보다 바람직하게는 0.08 ％ 이하이다. 또한, Cr, Cu, Ni, Sn, As, Ca, Mg, Pb, Co, Ta, W, REM, Zn, Sr, Cs, Hf 및 V 의 어느 1 종 이상을 함유하는 경우에는, 함유하는 원소의 함유량을 0.0001 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

여기서, Sb 를 함유하는 경우에는, 표면 특성 개선의 효과를 얻는 관점에서, Sb 의 함유량의 바람직한 범위는 0.005 ∼ 0.015 ％ 이다.

또, 상기 이외의 성분 (잔부) 은 철 및 불가피적 불순물이다. 또한, B, Ti, Nb 중 2 종 이상을 함유하고, 하한값 미만의 함유량으로 함유되는 성분과 하한값 이상의 함유량으로 함유되는 성분이 있는 경우, 하한값 미만으로 함유되는 성분은 불가피적 불순물로서 함유되는 것으로 한다.

이어서, 본 발명의 냉연 강판의 강 조직에 대해 설명한다.

페라이트 결정립의 평균 애스펙트비 : 2.0 이하

평균 애스펙트비가 2.0 초과인 경우, r 값의 이방성이 커지기 쉽다. 또, 판 폭 방향 페라이트 결정립의 평균 애스펙트비를 제어함으로써 판 폭 방향의 재질이 균일해지기 쉽다. 이상의 효과를 얻기 위해, 페라이트 결정립의 평균 애스펙트비는 2.0 이하가 필요하다.

상기의 페라이트 결정립의 평균 애스펙트비를 측정하는 방법은, 강판의 압연 방향으로 평행한 판 두께 단면 조직 사진을 광학 전자 현미경으로 400 배로 확대하여 촬영하고, 판 두께 방향, 압연 방향으로 각각 6 개의 선을 실제의 길이로 50 ㎛ 이상의 간격으로 긋고, 입계와 선의 교점의 수를 세어, 압연 방향의 전체 선 길이를 교점의 수로 나눈 것을 페라이트 결정립 1 개당의 선분 길이로 하고, 판 두께 방향의 전체 선 길이를 교점의 수로 나눈 것을 페라이트 결정립 1 개당의 압연 방향의 선분 길이로 한다. 그리고, 이들 압연 방향의 선분 길이와 판 두께 방향의 선분 길이의 비 (압연 방향의 선분 길이/판 두께 방향의 선분 길이) 를 애스펙트비로 한다. 평균 애스펙트비는, 적어도 30 개의 애스펙트비를 산출하고, 그것들의 값을 평균하여 구하고 있다.

본 발명의 강 조직에 있어서의 페라이트의 면적률은 특별히 한정되지 않지만, 상기 페라이트 결정립의 조정에 의한 효과를 얻기 위해서는 97 ％ 이상인 것이 바람직하다.

본 발명의 냉연 강판의 강 조직은 페라이트 이외에, 탄질화물 등을 면적률로 3 ％ 이하 함유하는 경우가 있다.

이어서, 본 발명의 냉연 강판의 특성에 대해 설명한다.

본 발명의 냉연 강판은, 고 r 값이며, 또한 r 값의 면내 이방성이 작다. 고 r 값에 대해서는, 이하의 식 (1) 로 나타내는 r 값을, 판 폭 방향에서 간격 200 mm 떨어진 3 개 지점에서 측정하였을 때의 평균값인 r_ave 값으로 평가한다. 또, r 값의 면내 이방성에 대해서는, 이하의 식 (2) 로 나타내는 Δr 의 절대값인 ｜Δr｜ 을, 판 폭 방향에서 간격 200 mm 떨어진 3 개 지점에서 측정하였을 때의 평균값인 ｜Δr_ave｜ 로 평가 한다. 본 발명의 냉연 강판은 r_ave 값이 1.20 이상이고, ｜Δr_ave｜ 가 0.40 이하이며, 그 3 개 지점에 있어서 ｜Δr｜ 의 최대값과 최소값의 차가 0.15 이하임으로써, 안정적으로 프레스 성형을 실시할 수 있다. 또, r_ave 값의 상한은 특별히 한정되지 않지만 본 발명에서는 1.80 이하가 되는 경우가 많다. ｜Δr_ave｜ 의 절대값의 하한은 특별히 한정되지 않지만 본 발명에서는 0.05 이상이 되는 경우가 많다. 상기 ｜Δr｜ 의 차의 하한에 대해 특별히 한정되지 않지만 본 발명에서는 0.05 이상이 되는 경우가 많다. 또한, 판 폭 방향에서 간격 200 mm 떨어진 3 개 지점을 측정할 때에는, 측정 지점은, 강판 단부의 비정상부를 제외한 지점으로 하고, 200 mm 떨어진 위치이면 임의로 선택한 3 개 지점이어도 된다.

식 (1) : r 값 ＝ (r₀ ＋ 2r₄₅ ＋ r₉₀)/4

식 (2) : Δr ＝ (r₀ － 2r₄₅ ＋ r₉₀)/2

r₀, r₄₅ 및 r₉₀ 은, 각각, 강판의 압연 방향에 대해, 0°, 45°및 90°방향의 r 값 (랭크포드값) 이다.

본 발명의 냉연 강판은 표면에 도금층을 갖는 냉연 강판이어도 된다. 도금층으로는, 용융 아연 도금층, 전기 아연 도금층, 용융 알루미늄 도금층 등을 모두 예시할 수 있다. 또, 도금층은, 용융 아연 도금 후에 합금화 처리를 실시하여 이루어지는 합금화 용융 아연 도금층이어도 된다.

다음으로, 본 발명의 냉연 강판의 제조 방법에 대해 설명한다.

이하, 본 발명의 냉연 강판의 제조 방법은, 열연 공정, 냉연 공정, 어닐링 공정을 갖는다. 또, 도금층을 갖는 냉연 강판을 제조하는 경우에는, 어닐링 공정 후에 도금 공정을 갖는다. 또한, 이하에 나타내는 온도는, 특별히 설명이 없는 한, 슬래브 (강 소재), 강판 등의 표면 온도를 의미한다.

열연 공정이란, 상기 서술한 성분 조성을 갖는 강 소재를 열간 압연하고, 판 폭 방향의 권취 온도차가 40 ℃ 이하인 조건에서 권취하는 공정이다.

강 소재의 용제 방법은 특별히 한정되지 않고, 전로, 전기로 등, 공지된 용제 방법을 채용할 수 있다. 또, 용제 후, 편석 등의 문제로부터 연속 주조법에 의해 슬래브 (강 소재) 로 하는 것이 바람직하지만, 조괴-분괴 압연법, 박 슬래브 연주법 (連鑄法) 등, 공지된 주조 방법으로 슬래브로 해도 된다. 또한, 주조 후에 슬래브를 열간 압연할 때에, 가열로에서 슬래브를 재가열한 후에 압연해도 되고, 소정 온도 이상의 온도를 유지하고 있는 경우에는, 슬래브를 가열하지 않고 직송 압연해도 된다.

상기의 얻어진 강 소재에, 조압연 및 마무리 압연을 실시하는데, 본 발명에 있어서는, 조압연 전에 강 소재 중의 탄화물을 용해시킬 필요가 있다. 슬래브를 가열하는 경우에는, 탄화물을 용해시키거나, 압연 하중의 증대를 방지하거나 하기 위해, 1000 ℃ 이상으로 가열하는 것이 바람직하다. 또, 스케일 로스의 증대를 방지하기 위해, 슬래브의 가열 온도는 1200 ℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또, 앞서 서술한 바와 같이, 조압연 전의 강 소재가, 소정 온도 이상의 온도를 유지하고 있고, 강 소재 중의 탄화물이 용해되어 있는 경우에는, 조압연 전의 강 소재를 가열하는 공정은 생략 가능하다. 또한, 조압연 조건 및 마무리 압연 조건에 대해서는 특별히 한정할 필요는 없다. 본 발명에 있어서, 마무리 압연 종료 온도를 800 ℃ 이상 1000 ℃ 이하로 설정하여 마무리 압연하는 것이 바람직하다.

이어서, 마무리 압연 후의 강판을 권취한다. 본 발명에서는, 권취 온도는 특별히 한정할 필요는 없지만, 권취 온도를 470 ∼ 750 ℃ 로 하는 것이 바람직하다.

판 폭 방향의 권취 온도차가 40 ℃ 이하

권취시에 탄화물이 생성된다. 판 폭 방향의 권취 온도차를 작게 하면, 탄화물에 의한 폭 방향의 연성의 편차를 저감시킬 수 있다. 그 결과, 판 폭 방향의 재질의 균일성이 높아진다. 이 효과를 얻기 위해, 권취 온도차를 40 ℃ 이하로 하였다. 또, 판 폭 방향의 권취 온도차는, 판 폭 단부로부터 판 폭 중앙으로 1/8 의 위치와, 판 폭 방향 중앙부의 온도차로 평가한다. 이 온도차는, 일방의 단부로부터 판 폭 중앙으로 1/8 의 위치와 중앙부의 온도차와, 타방의 단부로부터 판 폭 중앙으로 1/8 의 위치와 중앙부의 온도차를 각각 측정하고, 이들 2 개의 온도차를 평균하여 산출하고 있다.

냉연 공정이란, 열연 공정에서 얻어진 열연 강판을 냉간 압하율 30 ∼ 75 ％ 로 냉간 압연하는 공정이다. 또한, 냉연 공정 후의 강판 (냉연 강판) 의 판 두께는 0.8 ∼ 2.4 mm 인 것이 바람직하다.

냉연 공정에 있어서의 냉간 압하율이 30 ％ 이상이면 집합 조직이 발달하여, r 값을 높인다는 효과가 있다. 또, 이 냉간 압하율이 75 ％ 이하이면 판 형상의 열화를 억제한다는 효과가 있다.

어닐링 공정이란, 냉연 공정에서 얻어진 냉연 강판을, 예열대, 가열대, 균열대 및 냉각대를 구비하는 연속 어닐링 설비에서 350 ∼ 650 ℃ 의 범위 내를 35 ℃/s 이상의 평균 가열 속도로 가열하고, 균열 온도 700 ∼ 900 ℃ 및 균열 시간 1 ∼ 200 초로 균열 유지하고, 그 균열 유지에 있어서, 반경 100 mm 이상의 롤로 굽힘 및 되굽힘을 합계 4 회 이상 실시하는 공정이다. 본 발명에서 말하는 「굽힘 및 되굽힘」이란, 강판을 일방향으로 굽힌 후, 당해 일방향과 반대 방향으로 되굽히는 것을 의미한다. 여기서, 굽힘 및 되굽힘의 일련의 공정을 합쳐 1 회로서 센다.

예열대에서는, 냉연 강판을 가열한다. 예열대는 회복이 진행되기 전에 재결정시켜, 집합 조직을 발달시킴으로써 r 값이 높아진다는 이유에서 필요하다. 예열대에서의 가열 온도는, 350 ∼ 650 ℃ 로 하는 것이 바람직하다.

350 ∼ 650 ℃ 의 범위 내를 35 ℃/s 이상의 평균 가열 속도로 가열

가열대에서는, 350 ∼ 650 ℃ 의 범위 내를 35 ℃/s 이상의 평균 가열 속도로 가열한다. 변형 에너지가 저하되고 회복되는 온도는 약 350 ∼ 650 ℃ 이다. 여기서, 평균 가열 속도란, 350 ℃ 와 650 ℃ 의 온도차를, 가열에 필요로 한 시간으로 나누어 산출한다. 35 ℃/s 이상의 평균 가열 속도로 가열하는 경우, {111}＜112＞ 의 결정립이 우선적으로 핵 생성되고, 집합 조직이 발달하여, r 값이 높아진다. 또, 높은 변형 에너지인 채로, 어닐링 중의 굽힘 및 되굽힘을 실시하면, 페라이트 결정립의 평균 애스펙트비가 2.0 이하가 되기 쉽다. 또, 평균 가열 속도가 35 ℃/s 이상에서는, ΔYP 가 작아지기 쉬우며, 또한 Δr 이 작아지기 쉽다. 이들 효과가 얻어지는 것은, 페라이트 결정립의 평균 애스펙트비가 2.0 이하이기 때문인 것으로 생각된다. 그 때문에, 평균 가열 속도를 35 ℃/s 이상으로 한다. 트랜스버스식 IH 를 사용하는 경우, 가열 속도가 상승하므로, 바람직하게는 45 ℃/s 이상, 보다 바람직하게는 60 ℃/s 이상, 더욱 바람직하게는 80 ℃/s 이상이다. 본 발명의 효과를 얻는 관점에서는, 평균 가열 속도의 상한은 특별히 규정하지 않는다. 폭 방향 특성의 균일성의 관점에서는, 평균 가열 속도는, 바람직하게는 200 ℃/s 이하, 보다 바람직하게는 100 ℃/s 이하이다. 평균 가열 속도를 35 ℃/s 이상으로 하는 온도를 350 ℃ 미만 또는 650 ℃ 초과로 한 경우, {111}＜112＞ 의 결정립의 핵 생성을 촉진시키기 어렵기 때문에, 350 ∼ 650 ℃ 로 한다.

어닐링 조건 (균열대) : 균열 온도 700 ∼ 900 ℃ 및 균열 시간 1 ∼ 200 초로 균열 유지

r 값 및 ｜Δr｜ 을 원하는 범위로 하기 위해, {111}<112> 재결정 집합 조직을 발달시킬 필요가 있다. 균열 온도 (어닐링 온도) 가 700 ℃ 미만 또는 균열 시간 (어닐링 시간) 이 1 초 미만인 경우, 미재결정이 남고, {111}<112> 를 충분히 발달시킬 수 없어, r 값이 원하는 범위가 되지 않는다. 한편, 균열 온도가 900 ℃ 초과 또는 균열 시간이 200 초 초과인 경우, 페라이트가 지나치게 입성장하고, 강도가 저하된다. 따라서, 어닐링 조건을 균열 온도 700 ∼ 900 ℃ 에서 균열 시간 1 ∼ 200 초로 한다.

반경 100 mm 이상의 롤로 4 회 이상의 굽힘 및 되굽힘

페라이트 결정립의 평균 애스펙트비를 2.0 이하로 하려면, 상기 균열 유지하는 동안에, 반경 100 mm 이상의 롤로 4 회 이상의 굽힘과 되굽힘이 필요한 것을 본 발명에서 처음으로 지견하였다. 반경 100 mm 미만의 롤에서는, 굽힘 변형량이 커져, 보다 강판이 신장되는 결과, 페라이트 결정립의 평균 애스펙트비가 2.0 초과가 되기 쉽다. 그래서, 롤의 반경은 100 mm 이상으로 하였다. 롤의 반경은, 바람직하게는 200 mm 이상, 보다 바람직하게는 반경 300 mm 이상, 더욱 바람직하게는 400 mm 이상이다. 롤의 반경을 보다 크게 하면, 굽힘 변형량은 작아지고, 페라이트 결정립의 평균 애스펙트도 작아지므로, 롤 반경의 상한은 한정되지 않는다. 또, 4 회 미만에서는 굽힘 변형량이 작아지고, {111}＜112＞ 재결정 집합 조직은 발달하지 않게 되기 때문에, 4 회 이상으로 하였다. 굽힘 및 되굽힘의 횟수는, 바람직하게는 5 회 이상이고, 보다 바람직하게는 6 회 이상이다. 굽힘 및 되굽힘의 횟수의 상한은 규정되지 않지만, 10 회 이하로 하는 경우가 많다.

냉각대에서의 냉각 조건은 특별히 한정되지 않고, 일반적인 조건에서 냉각시키면 된다.

표면에 도금층을 갖는 냉연 강판의 제조 방법의 경우에는, 어닐링 공정 후에, 추가로 도금 공정을 갖는다.

도금 공정은, 냉연 강판의 표면에 도금 처리를 실시하는 공정이다. 도금 처리의 방법은, 형성하는 도금층에 따라, 통상적인 방법을 채용할 수 있다. 도금 처리는, 예를 들어, 용융 아연 도금층을 형성하는 도금 처리 또는 합금화 용융 아연 도금층을 형성하는 도금 처리이다.

실시예

표 1 에 나타내는 성분 조성의 슬래브를 표 2 에 나타내는 조건으로, 열간 압연, 냉간 압연, 어닐링을 실시하여 판 두께 1.0 mm 의 냉연 강판을 제조하였다. 또한, 표 2 에 있어서의 마무리 압연 종료 온도, 권취 온도, 및 균열 온도는, 판 폭 방향 중앙부에서의 강판 표면의 온도를 의미하고 있다.

표 2 의 No.1 ∼ 29 및 32 의 제조 조건에서는, 연속 용융 도금 라인에서, 상기 냉연 강판의 표면에 용융 아연 도금 처리 및 합금화 처리를 실시하여, 합금화 용융 아연 도금 강판 (GA) 을 제조하였다.

표 2 의 No.33 의 제조 조건에서는, 연속 용융 도금 라인에서, 상기 냉연 강판의 표면에 용융 아연 도금 처리를 실시하여, 용융 아연 도금 강판 (GI) 을 제조하였다.

표 2 의 No.30 및 31 의 제조 조건에서는, 도금 처리는 실시하지 않고, 냉연 강판 (CR) 인 채로 하였다.

상기와 같이 제조한 각 강판의 판 폭 방향의 재질 균일성을 조사하기 위해, 판 폭 방향에서 간격 200 mm 떨어진 3 개 지점의 위치로부터 샘플을 채취하고, 재질 특성을 조사하였다. 판 폭 방향에서 간격 200 mm 떨어진 3 개 지점의 재질차 (최대값 － 최소값) 의 절대값으로 평가하였다. 조사 방법은 다음과 같다.

(1) 조직 관찰

얻어진 강판의 압연 방향과 평행한 판 두께 단면을 연마하여, 3 체적％ 나이탈에 의해 부식 현출시켰다. 광학 전자 현미경으로 400 배로 확대하여, 표면으로부터 판 두께 1/4t 부 (t 는 판 두께) 까지의 영역 내를 10 시야분 촬영하였다. 판 두께 방향, 압연 방향으로 각각 6 개의 선을 실제의 길이로 50 ㎛ 이상의 간격으로 긋고, 압연 방향으로 그은 선과 입계의 교점의 수를 세어, 압연 방향의 전체 선 길이를 교점의 수로 나눈 것을 페라이트 결정립 1 개당의 압연 방향의 선분 길이로 하였다. 또, 마찬가지로 하여 페라이트 결정립 1 개당의 판 두께 방향의 선분 길이를 구하였다. 그리고, 이들 압연 방향의 선분 길이와 판 두께 방향의 선분 길이의 비 (압연 방향의 선분 길이/판 두께 방향의 선분 길이) 를 애스펙트비로 하였다. 평균 애스펙트비는, 30 개의 애스펙트비를 산출하고, 그것들의 값을 평균하여 산출하였다.

(2) 인장 특성

압연 방향과 90°의 방향을 길이 방향 (인장 방향) 으로 하는 JIS Z 2201 에 기재된 5 호 시험편을 사용하여, JIS Z 2241 (1998) 에 준거한 인장 시험을 5 회 실시하고, 평균의 항복 강도 (YP), 인장 강도 (TS) 를 구하였다. 또한, 판 폭 방향에서 간격 200 mm 떨어진 3 개 지점의 평균값을 표 3 에 나타냈다.

(3) r 값 및 ｜Δr｜ 측정

r_ave 값의 산출을 위해, 판 폭 방향에서 간격 200 mm 떨어진 3 개 지점에서 r 값을 산출하였다. 그리고, 이 3 개 지점에서 측정한 r 값을 평균하여 r_ave 값을 구하였다.

｜Δr_ave｜ 산출을 위해, 판 폭 방향에서 간격 200 mm 떨어진 3 개 지점에서Δr 을 산출하였다. 이어서, 이 3 개 지점 각각에 있어서, Δr 의 절대값인 ｜Δr｜ 을 산출하였다. 그리고, 이 3 개 지점의 ｜Δr｜ 을 평균하여 ｜Δr_ave｜ 를 산출하였다.

또, 상기 3 개 지점의 ｜Δr｜ 의 최대값으로부터 최소값을 빼, ｜Δr｜ 의 최대값과 최소값의 차를 산출하였다. ｜Δr｜ 의 최대값과 최소값의 차는, 표 3 에서는, Δ｜Δr｜ 로 나타내고 있다.

또한, 압연 방향에 대해 평행한 방향 (0°방향, L 방향) 의 r₀, 압연 강판에 대해 45°(D 방향) 의 r₄₅, 압연 방향에 대해 수직인 방향 (90°방향, C 방향) 의 r₉₀ 을, JIS Z 2201 에 기재된 5 호 시험편을 사용하여, 예비 변형 15 ％ 의 인장 시험에 의해 구하고 이것들을 상기 산출에 사용하였다. r 값과 Δr 은 이하와 같다.

r 값 ＝ (r₀ ＋ 2r₄₅ ＋ r₉₀)/4

Δr ＝ (r₀ － 2r₄₅ ＋ r₉₀)/2

이것들의 결과를 표 3 에 정리하여 나타낸다.

또, ｜Δr｜ 의 차와 마찬가지로, TS, YP, r 값에 대해서도 최대값과 최소값의 차를 산출하고, 결과를 표 3 에 나타냈다.

본 발명예 (적합 강) 는, ｜Δr｜ 의 차가 0.15 이하인 것에 더하여, ΔTS 가 13 MPa 이하, ΔYP 가 13 MPa 이하, Δr 값이 0.4 이하가 되어, 판 폭 방향의 재질 균일성이 우수하였다. 한편, 비교예 (비교 강) 는, 이들 항목 중 어느 것을 만족하지 않았다.

또, 본 발명예의 강판은 판 폭 방향의 재질 균일성이 우수하므로, 당해 강판을 사용하면 안정적으로 프레스 성형을 할 수 있다. 또한, No.14 의 비교예는, 광택 불균일의 문제가 크고, 표면 성상이 열등하기 때문에, 자동차 부품으로서 부적합하였다.

Claims

질량％ 로,
C : 0.0003 ∼ 0.010 ％,
Si : 0.01 ∼ 1.0 ％,
Mn : 0.10 ∼ 3.0 ％,
P : 0.005 ∼ 0.15 ％,
S : 0.020 ％ 이하,
Al : 0.01 ∼ 1.00 ％,
N : 0.005 ％ 이하를 함유하고,
추가로,
Nb : 0.005 ∼ 0.10 ％,
Ti : 0.01 ∼ 0.10 ％,
B : 0.0001 ∼ 0.0030 ％ 중, 어느 1 종 이상을 함유하고, 잔부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성과,
페라이트 결정립의 평균 애스펙트비가 2.0 이하인 강 조직을 갖고,
이하의 식 (1) 로 나타내는 r 값을, 판 폭 방향에서 간격 200 mm 떨어진 3 개 지점에서 측정하였을 때의 평균값인 r_ave 값이 1.20 이상,
이하의 식 (2) 로 나타내는 Δr 의 절대값인 ｜Δr｜ 을, 판 폭 방향에서 간격 200 mm 떨어진 3 개 지점에서 측정하였을 때의 평균값인 ｜Δr_ave｜ 가 0.40 이하이며, 그 3 개 지점에 있어서 ｜Δr｜ 의 최대값과 최소값의 차가 0.15 이하인 냉연 강판.
식 (1) : r 값 ＝ (r₀ ＋ 2r₄₅ ＋ r₉₀)/4
식 (2) : Δr ＝ (r₀ － 2r₄₅ ＋ r₉₀)/2
상기 식 (1) 및 식 (2) 에 있어서, r₀, r₄₅, 및 r₉₀ 은, 각각, 강판의 압연 방향에 대해 0°, 45°, 및 90°방향의 랭크포드값이다.
제 1 항에 있어서,
상기 성분 조성은, 추가로, 질량％ 로, Cr, Cu, Ni, Sn, As, Sb, Ca, Mg, Pb, Co, Ta, W, REM, Zn, Sr, Cs, Hf 및 V 의 어느 1 종 이상을 합계로 1 ％ 이하 함유하는 냉연 강판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
표면에 도금층을 갖는 냉연 강판.
제 3 항에 있어서,
상기 도금층이, 용융 아연 도금층 또는 합금화 용융 아연 도금층인 냉연 강판.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 성분 조성을 갖는 강 소재를 열간 압연하고, 판 폭 방향의 권취 온도차가 40 ℃ 이하인 조건에서 권취하는 열연 공정과,
상기 열연 공정에서 얻어진 열연 강판을 냉간 압하율 30 ∼ 75 ％ 로 냉간 압연하는 냉연 공정과,
상기 냉연 공정에서 얻어진 냉연 강판을, 예열대, 가열대, 균열대 및 냉각대를 구비하는 연속 어닐링 설비에서, 350 ∼ 650 ℃ 의 범위 내를 35 ℃/s 이상의 평균 가열 속도로 가열하고, 균열 온도 700 ∼ 900 ℃ 및 균열 시간 1 ∼ 200 초로 균열 유지하고, 그 균열 유지에 있어서, 반경 100 mm 이상의 롤로 굽힘 및 되굽힘을 합계 4 회 이상 실시하는 어닐링 공정을 갖는 냉연 강판의 제조 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 어닐링 공정 후에, 도금 처리를 실시하는 도금 공정을 갖는 냉연 강판의 제조 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 도금 처리는, 용융 아연 도금층을 형성하는 도금 처리 또는 합금화 용융 아연 도금층을 형성하는 도금 처리인 냉연 강판의 제조 방법.