KR102401886B1 - 우수한 인성, 연성 및 강도를 갖는 강 시트 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉간 압연 및 열처리된 강 시트에 관한 것으로, 이 강 시트는, 중량% 로, 0.1% ≤ C ≤ 0.4%, 3.5% ≤ Mn ≤ 8.0%, 0.1% ≤ Si ≤ 1.5%, Al ≤ 3%, Mo ≤ 0.5%, Cr ≤ 1%, Nb ≤ 0.1%, Ti ≤ 0.1%, V ≤ 0.2%, B ≤ 0.004%, 0.002% ≤ N ≤ 0.013%, S ≤ 0.003%, P ≤ 0.015% 를 포함하는 조성을 갖는다. 조직은, 표면 분율로, 8 내지 50% 의 잔류 오스테나이트, 페라이트 입자들이, 있다면, 최대 1.5 ㎛ 의 평균 크기를 갖는, 최대 80% 의 이상영역 페라이트, 및 시멘타이트 입자들이, 있다면, 50 nm 미만의 평균 크기를 갖는, 최대 1% 의 시멘타이트, 마텐자이트 및/또는 베이나이트이루어진다.

Description

우수한 인성, 연성 및 강도를 갖는 강 시트 및 이의 제조 방법
본 발명은 높은 냉간 압연성 및 인성을 갖고, 연성 및 강도의 높은 조합을 갖는 냉간 압연 및 열처리된 강 시트의 제조에 적합한 열간 압연 및 어닐링된 강 시트의 제조 방법, 및 이 방법에 의해 제조된 열간 압연 및 어닐링된 강 시트에 관한 것이다.
본 발명은 또한 연성 및 강도의 높은 조합을 갖는 냉간 압연 및 열처리된 강 시트의 제조 방법, 및 이 방법에 의해 얻어진 냉간 압연 및 열처리된 강 시트에 관한 것이다.
특히 자동차 산업에서, 전세계 환경 보존을 고려하여 연비를 향상시키고, 인장 강도가 높은 강을 사용하여 안전성을 높이기 위해 차량을 경량화하는 것이 계속 요구되고 있다. 이러한 강은 실제로 동일한 또는 개선된 안전 수준을 보장하면서 더 얇은 두께를 갖는 부품을 제조하는데 사용될 수 있다.
이를 위해, 석출과 입도의 미세화에 의해 동시에 경화되는 마이크로-합금 원소를 갖는 강이 제안되었다. 이러한 강의 개발은 우수한 냉간 성형성과 함께 양호한 수준의 강도를 유지하는 Advanced High Strength Steels 이라고 불리는 고강도 강으로 이어졌다.
더 높은 인장 강도 수준을 얻기 위해, 매우 유리한 특성 조합 (인장 강도/변형성) 을 갖는 TRIP (Transformation Induced Plasticity) 거동을 나타내는 강이 개발되었다. 이러한 특성은 베이나이트 및 잔류 오스테나이트를 함유하는 페라이트계 매트릭스로 이루어진 이러한 강의 구조와 관련이 있다. 잔류 오스테나이트는 규소 또는 알루미늄의 첨가에 의해 안정화되는데, 이들 원소는 오스테나이트 및 베이나이트에서의 탄화물의 석출을 지연시킨다. 잔류 오스테나이트의 존재는 변형되지 않은 시트에 높은 연성을 제공한다. 후속 변형의 영향으로, 예를 들어 단축으로 응력을 받는 경우, TRIP 스틸로 만들어진 부품의 잔류 오스테나이트는 점진적으로 마텐자이트로 변형되어, 넥킹의 외관을 상당히 강화시키고 지연시킨다.
강도 및 연성의 개선된 조합을 달성하기 위해, 소위 "켄칭 및 파티셔닝" 공정에 의해 시트를 제조하는 것이 추가로 제안되었으며, 여기서 시트는 오스테나이트계 또는 이상영역 도메인에서 어닐링되고, Ms 변태점 미만의 켄칭 온도로 냉각되고, 이후에 파티셔닝 온도로 가열되고, 주어진 시간 동안 이 온도에서 유지된다. 생성된 강 시트는 마텐자이트 및 잔류 오스테나이트, 및 임의로 베이나이트 및/또는 페라이트를 포함하는 조직을 갖는다. 잔류 오스테나이트는 파티셔닝 동안에 마텐자이트로부터의 탄소의 파티셔닝으로 인해 높은 C 함량을 가지며, 마텐자이트는 적은 분율의 탄화물을 포함한다.
이들 모든 강 시트는 저항성과 연성의 양호한 균형을 나타낸다.
그러나, 그러한 시트를 제조할 때 새로운 도전이 나타난다. 특히, 이러한 강 시트의 제조 공정은 일반적으로, 열처리가 최종 특성을 강에 부여하기 전에, 강 반제품을 주조하고, 반제품을 열간 압연하여 열간 압연 강 시트를 제조한 다음, 열간 압연 강 시트를 코일링하는 것을 포함한다. 그 후, 열간 압연 강 시트는 원하는 두께로 냉간 압연되고, 원하는 최종 구조 및 특성의 함수로서 선택된 열 처리를 받아서, 냉간 압연 및 열처리된 강 시트를 얻는다.
이들 강의 조성으로 인해, 제조 공정 전반에 걸쳐 높은 수준의 저항이 도달된다. 특히, 열간 압연 강 시트는, 냉간 압연 전에, 냉간 압연성을 손상시키는 높은 경도를 나타낸다. 결과적으로, 냉간 압연 시트에 사용가능한 크기의 범위가 줄어든다.
이 문제를 해결하기 위해, 냉간 압연 전에, 열간 압연 강 시트를 일반적으로 500 ℃ 내지 700 ℃ 의 온도에서 수 시간 동안 배치 (batch) 어닐링하는 것이 제안되었다.
배치 어닐링은 실제로 열간 압연 강 시트의 경도를 감소시키며, 따라서 그의 냉간 압연성을 향상시킨다.
그러나, 이 솔루션이 완전히 만족스럽지는 않다.
실제로, 배치 어닐링 처리는 일반적으로 강의 최종 특성, 특히 연성 및 강도의 감소를 초래한다.
또한, 열간 압연 강 시트는 배치 어닐링 후에 불충분한 인성을 나타내며, 이는 추가 가공 동안에 밴드 파손의 원인이 될 수 있다.
따라서, 본 발명은 개선된 냉간 압연성 및 인성을 가지면서 높은 기계적 특성, 특히 연성 및 강도의 높은 조합을 갖는 냉간 압연 및 열처리된 강 시트의 제조에 적합한 열간 압연 강 시트 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 또한, 냉간 압연 전의 배치 어닐링 처리를 포함하는 방법에 의해 제조된 유사한 강 시트와 비교하여, 기계적 특성들의 높은 조합을 갖는 냉간 압연 및 열처리된 강 시트 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 위해, 본 발명은 다음의 단계들을 포함하는 강 시트의 제조 방법에 관한 것이다:
- 중량% 로,
0.1% ≤ C ≤ 0.4%
3.5% ≤ Mn ≤ 8.0%
0.1% ≤ Si ≤ 1.5%
Al ≤ 3%
Mo ≤ 0.5%
Cr ≤ 1%
Nb ≤ 0.1%
Ti ≤ 0.1%
V ≤ 0.2%
B ≤ 0.004%
0.002% ≤ N ≤ 0.013%
S ≤ 0.003%
P ≤ 0.015%,
잔부로 철 및 제련으로 인한 불가피적 불순물을 포함하는 조성을 갖는 강을 주조하여, 강 반제품을 얻는 단계,
- 상기 강 반제품을 1150 ℃ 내지 1300 ℃ 의 온도 (T재가열) 로 재가열하는 단계,
- 재가열된 상기 반제품을 최종 압연 온도 (TFRT) 를 800 ℃ 이상으로 하여 800 ℃ 내지 1250 ℃ 의 온도에서 열간 압연하여, 열간 압연 강 시트를 얻는 단계,
- 상기 열간 압연 강 시트를 1 ℃/s 내지 150 ℃/s 의 냉각 속도 (Vc1) 에서 650 ℃ 이하의 코일링 온도 (T코일) 로 냉각하고, 상기 열간 압연 강 시트를 상기 코일링 온도 (T코일) 에서 코일링하는 단계, 이어서
- TICAmin 과 TICAmax 사이의 연속 어닐링 온도 (TICA) 에서 상기 열간 압연 강 시트를 연속 어닐링하는 단계로서, TICAmin = 650 ℃ 이고, TICAmax 는 가열시에 30% 의 오스테나이트가 형성되는 온도이고, 상기 열간 압연 강 시트는 3 초 내지 3600 초 사이의 연속 어닐링 시간 (tICA) 동안 상기 연속 어닐링 온도 (TICA) 에서 유지되는, 상기 연속 어닐링하는 단계, 이어서
- 상기 열간 압연 강 시트를 실온으로 냉각시키되, 상기 열간 압연 강 시트를 600 ℃ 와 350 ℃ 사이에서 적어도 1 ℃/s 의 평균 냉각 속도 (VICA) 로 냉각시켜서, 열간 압연 및 어닐링된 강 시트를 얻는 단계,
- 상기 열간 압연 및 어닐링된 강 시트를 냉간 압연 압하율 30% 내지 70% 로 냉간 압연하여, 냉간 압연 강 시트를 얻는 단계.
바람직하게는, 상기 열간 압연 및 어닐링된 강 시트는, 표면 분율로,
- 페라이트 입자들의 평균 크기가 최대 3 ㎛ 인 페라이트,
- 최대 30% 의 오스테나이트,
- 최대 8% 의 프레시 마텐자이트, 및
- 평균 Mn 함량이 25% 미만인 시멘타이트
로 이루어지는 조직을 갖는다.
일반적으로, 상기 열간 압연 및 어닐링된 강 시트는 400 HV 보다 낮은 비커스 경도를 갖는다.
바람직하게는, 상기 열간 압연 및 어닐링된 강 시트는 20 ℃ 에서 적어도 50 J/cm2 의 샤르피 에너지를 갖는다.
바람직하게는, 상기 방법은, 상기 코일링과 상기 연속 어닐링 사이 그리고/또는 상기 연속 어닐링 후, 열간 압연 강 시트를 산세하는 단계를 추가로 포함한다.
바람직하게는, 상기 연속 어닐링 시간 (tICA) 이 200 초 내지 3600 초이다.
바람직하게는, 상기 방법은, 냉간 압연 후에,
- 상기 냉간 압연 강 시트를 650 ℃ 내지 1000 ℃ 의 어닐링 온도 (T어닐) 로 가열하는 단계, 및
- 상기 냉간 압연 강 시트를 상기 어닐링 온도 (T어닐) 에서 30 초 내지 10 분의 어닐링 시간 (t어닐) 동안 유지하는 단계
를 추가로 포함한다.
제 1 실시형태에서, 상기 어닐링 온도 (T어닐) 가 TICAmin 내지 Ae3 이다.
제 2 실시형태에서, 상기 어닐링 온도 (T어닐) 가 Ae3 내지 1000 ℃ 이다.
일 실시형태에서, 상기 방법은, 상기 냉간 압연 강 시트를 상기 어닐링 온도 (T어닐) 로부터 1 ℃/s 내지 70 ℃/s 의 냉각 속도 (Vc2) 로 실온으로 냉각시켜서, 냉간 압연 및 열처리된 강 시트를 얻는 단계를 추가로 포함한다.
다른 실시형태에서, 상기 방법은, 상기 냉간 압연 강 시트를 상기 어닐링 온도 (T어닐) 에서 유지한 후, 다음의 연속 단계들:
- 상기 냉간 압연 강 시트를 상기 어닐링 온도 (T어닐) 로부터 1 ℃/s 내지 70 ℃/s 의 냉각 속도 (Vc2) 로 350 ℃ 내지 550 ℃ 의 유지 온도 (TH) 까지 냉각시키는 단계,
- 상기 냉간 압연 강 시트를 상기 유지 온도 (TH) 에서 10 초 내지 500 초의 유지 시간 (tH) 동안 유지하는 단계, 이어서
- 상기 냉간 압연 강 시트를 상기 유지 온도 (TH) 로부터 1 ℃/s 내지 70 ℃/s 의 냉각 속도 (Vc3) 로 실온으로 냉각시켜서, 냉간 압연 및 열처리된 강 시트를 얻는 단계
를 추가로 포함한다.
바람직하게는, 상기 방법은, 상기 냉간 압연 및 열처리된 강 시트를 170 ℃ 내지 450 ℃ 의 템퍼링 온도 (TT)에서 10 초 내지 1200 초의 템퍼링 시간 (tT) 동안 템퍼링하는 단계를 추가로 포함한다.
바람직하게는, 상기 방법은, 상기 냉간 압연 및 열처리된 강 시트를 Zn 또는 Zn 합금, 또는 Al 또는 Al 합금으로 코팅하는 단계를 추가로 포함한다.
다른 실시형태에서, 상기 방법은,
- 가열되고 냉간 압연된 강 시트를, 냉각시에 페라이트 및 펄라이트의 형성을 피하기에 충분히 높은 냉각 속도 (Vc4) 로, 상기 어닐링 온도 (T어닐) 로부터 Mf+20℃ 내지 Ms-20℃ 의 켄칭 온도 (QT) 로 켄칭하는 단계,
- 상기 냉간 압연 강 시트를 상기 켄칭 온도 (QT) 로부터 350 ℃ 내지 500 ℃ 의 파티셔닝 (partitioning) 온도 (TP) 로 재가열하고, 상기 냉간 압연 강 시트를 상기 파티셔닝 온도 (TP) 에서 3초 내지 1000초의 파티셔닝 시간 (tP) 동안 유지하는 단계,
- 상기 냉간 압연 강 시트를 실온으로 냉각시켜서, 냉간 압연 및 열처리된 강 시트를 얻는 단계
를 추가로 포함한다.
이 실시형태의 제 1 변형예에서, 상기 어닐링 온도 (T어닐) 는, 상기 냉간 압연 강 시트가, 어닐링시에, 표면 분율로,
- 10% 내지 45% 의 페라이트,
- 오스테나이트, 및
- 시멘타이트 입자들이, 있다면, 50 nm 미만의 평균 크기를 갖는, 최대 0.3% 의 시멘타이트
로 이루어지는 조직을 갖도록 되어 있다.
이 실시형태의 제 2 변형예에서, 상기 어닐링 온도 (T어닐) 가 Ae3 보다 높고, 상기 냉간 압연 강 시트는, 어닐링시에,
- 오스테나이트, 및
- 시멘타이트 입자들이, 있다면, 50 nm 미만의 평균 크기를 갖는, 최대 0.3% 의 시멘타이트
로 이루어지는 조직을 갖는다.
상기 냉간 압연 강 시트를 상기 파티셔닝 온도 (TP) 에서 유지한 후, 상기 냉간 압연 강 시트는 즉시 실온으로 냉각된다.
변형예에서, 상기 냉간 압연 강 시트를 상기 파티셔닝 온도 (TP) 에서 유지하는 단계와 상기 냉간 압연 강 시트를 실온으로 냉각시키는 단계 사이에서, 상기 냉간 압연 강 시트는 욕에서 핫-딥 (hot-dip) 코팅된다.
바람직하게는, 조성중 Si 함량은 최대 1.4% 이다.
본 발명은 또한, 냉간 압연 및 열처리된 강 시트에 관한 것으로, 이 강 시트는, 중량% 로,
0.1% ≤ C ≤ 0.4%
3.5% ≤ Mn ≤ 8.0%
0.1% ≤ Si ≤ 1.5%
Al ≤ 3%
Mo ≤ 0.5%
Cr ≤ 1%
Nb ≤ 0.1%
Ti ≤ 0.1%
V ≤ 0.2%
B ≤ 0.004%
0.002% ≤ N ≤ 0.013%
S ≤ 0.003%
P ≤ 0.015%,
잔부로 철 및 제련으로 인한 불가피적 불순물을 포함하는 조성을 갖는 강으로 만들어지고,
냉간 압연 강 시트는, 표면 분율로,
- 8 내지 50% 의 잔류 오스테나이트,
- 페라이트 입자들이, 있다면, 최대 1.5 ㎛ 의 평균 크기를 갖는, 최대 80% 의 이상영역 (intercritical) 페라이트, 및
- 시멘타이트 입자들이, 있다면, 50 nm 미만의 평균 크기를 갖는, 최대 1% 의 시멘타이트,
- 마텐자이트 및/또는 베이나이트
이루어진 조직을 갖는다.
일 실시형태에서, 상기 조직은 표면 분율로 적어도 10% 의 이상영역 페라이트를 포함한다.
다른 실시형태에서, 상기 조직은 표면 분율로
- 8 내지 50% 의 잔류 오스테나이트,
- 시멘타이트 입자들이, 있다면, 50 nm 미만의 평균 크기를 갖는, 최대 1% 의 시멘타이트,
- 마텐자이트 및/또는 베이나이트
로 이루어진다.
일 실시형태에서, 상기 마텐자이트는 템퍼링된 마텐자이트 및/또는 프레시 마텐자이트로 이루어진다.
이 실시형태의 제 1 변형예에서, 상기 조직은 표면 분율로
- 적어도 0.4% 의 평균 C 함량 및 적어도 1.3 * Mn% 의 평균 Mn 함량을 갖고, Mn% 는 강 조성에서 평균 Mn 함량을 나타내는, 8% 내지 50% 의 잔류 오스테나이트,
- 40% 내지 80% 의 이상영역 페라이트,
- 최대 15% 의 마텐자이트 및/또는 베이나이트, 및
- 시멘타이트 입자들이, 있다면, 50 nm 미만의 평균 크기를 갖는, 최대 0.3% 의 시멘타이트
로 이루어진다.
이 실시형태의 제 2 변형예에서, 상기 조직은 표면 분율로
- 적어도 0.4% 의 평균 C 함량을 갖는, 8% 내지 30% 의 잔류 오스테나이트,
- 70% 내지 92% 의 마텐자이트 및/또는 베이나이트, 및
- 시멘타이트 입자들이, 있다면, 50 nm 미만의 평균 크기를 갖는, 최대 1% 의 시멘타이트
로 이루어진다.
다른 실시형태에서, 상기 조직은 표면 분율로
- 최대 45% 의 이상영역 페라이트,
- 8% 내지 30% 의 잔류 오스테나이트,
- 파티셔닝된 마텐자이트,
- 최대 8% 의 프레시 마텐자이트, 및
- 시멘타이트 입자들이, 있다면, 50 nm 미만의 평균 크기를 갖는, 최대 1% 의 시멘타이트
로 이루어진다.
이 실시형태의 제 1 변형예에서, 상기 조직은 표면 분율로
- 10% 내지 45% 의 이상영역 페라이트,
- 8% 내지 30% 의 잔류 오스테나이트,
- 파티셔닝된 마텐자이트,
- 최대 8% 의 프레시 마텐자이트, 및
- 시멘타이트 입자들이, 있다면, 50 nm 미만의 평균 크기를 갖는, 최대 0.3% 의 시멘타이트
로 이루어진다.
이 실시형태의 제 2 변형예에서, 상기 조직은 표면 분율로
- 8% 내지 30% 의 잔류 오스테나이트,
- 파티셔닝된 마텐자이트,
- 최대 8% 의 프레시 마텐자이트, 및
- 시멘타이트 입자들이, 있다면, 50 nm 미만의 평균 크기를 갖는, 최대 1% 의 시멘타이트
로 이루어진다.
바람직하게는, 조성중 Si 함량은 최대 1.4% 이다.
본 발명은 이제 첨부된 도면을 참조하여 제한을 도입하지 않고서 예들에 의해 상세하게 설명되고 예시될 것이다.
- 도 1 은 비교의 열간 압연되고 배치 어닐링된 강 시트의 조직을 나타내는 현미경 사진이다.
- 도 2 는 본 발명에 따라 연속적으로 어닐링된 열간 압연 강 시트의 조직을 나타내는 현미경 사진이다.
- 도 3 은 열간 압연되고 배치 어닐링된 강 시트로부터 또는 열간 압연되고 연속 강 시트로부터 제조된 냉간 압연 및 열처리된 강 시트의 기계적 특성을 비교 한 그래프이다.
본 발명에 따르면, 탄소 함량은 0.1% 내지 0.4% 이다. 탄소는 오스테나이트 안정화 원소이다. 0.1% 미만에서는, 높은 수준의 인장 강도를 달성하기가 어렵다. 탄소 함량이 0.4% 를 초과하면, 냉간 압연성이 저하되고 용접성이 나빠진다. 바람직하게는, 탄소 함량은 0.1% 내지 0.2% 이다.
망간 함량은 3.5% 내지 8.0% 이다. 망간은 미세조직에 대한 정제 효과 및 고용체 경화를 제공한다. 따라서 망간은 인장 강도를 높이는데 기여한다. 3.5% 초과의 함량에서, Mn 은 전체 제조 공정 및 최종 조직에 걸쳐 미세조직에서 오스테나이트의 중요한 안정화를 제공하기 위해 사용된다. 특히, Mn 함량이 3.5% 를 초과하면, 적어도 8% 의 잔류 오스테나이트를 포함하는 냉간 압연 및 열처리된 강 시트의 최종 조직이 달성될 수 있다. 또한, Mn 에 의한 잔류 오스테나이트의 안정화에 의해, 높은 연성을 얻을 수 있다. 8.0% 이상에서는, 용접성이 나빠지는 한편, 분리 및 개재물이 손상 특성을 저하시킨다.
규소는 고용체를 통해 강도를 높이고 오스테나이트를 안정화시키는데 매우 효율적이다. 또한, 규소는 탄화물의 침전을 실질적으로 지연시킴으로써 냉각시에 시멘타이트의 형성을 지연시킨다. 이는 시멘타이트에서의 규소의 용해도가 매우 낮고 Si 가 오스테나이트에서의 탄소의 활성을 증가시킨다는 사실에 기인한다. 따라서, 시멘타이트의 임의의 형성에 앞서 Si 가 계면에서 방출되는 단계가 선행한다. 따라서, 탄소에 의한 오스테나이트의 강화는 실온에서 그의 안정화로 이어진다.
이러한 이유로, Si 함량은 0.1% 이상이다. 그러나, Si 함량은, 이 값을 초과하면 압연 로드가 너무 많이 증가하고 열간 압연 공정이 어려워지기 때문에 1.5% 로 제한된다. 냉간 압연성도 감소된다. 또한, 함량이 너무 많으면, 표면에 산화 규소가 형성되어, 강의 코팅성이 손상된다.
바람직하게는, Si 함량은 최대 1.4% 이다. 실제로, 1.4% 이하의 Si 함량은, 열간 압연시에, Fayalite (Fe2SiO4) 의 존재로 인한 적색 스케일 (타이거 스트라이프라고도 함) 의 발생을 감소시키거나 심지어 억제한다.
알루미늄은 정교화 동안에 액상에서 강을 탈산시키는데 매우 효과적인 원소이다. 바람직하게는, 액체 상태에서 강의 충분한 탈산을 얻기 위해 Al 함량은 0.003% 이상이다.
또한, Si 와 마찬가지로, Al 은 잔류 오스테나이트를 안정화시키고 냉각시에 시멘타이트의 형성을 지연시킨다. 그러나, 개재물의 발생을 피하고, 산화 문제를 피하고, 재료의 경화성을 확보하기 위해, Al 함량은 3% 이하이다.
본 발명에 따른 강은 몰리브덴 및 크롬 중에서 선택된 하나 이상의 원소를 함유할 수 있다.
몰리브덴은 경화성을 증가시키고, 잔류 오스테나이트를 안정화시키며, 망간 함량으로 인해 형성될 수 있고 성형성에 해로운 중심 분리를 감소시킨다. 0.5% 초과에서는, Mo 는 너무 많은 탄화물을 형성할 수 있으며, 이는 연성에 해로울 수 있다.
그러나, Mo 가 첨가되지 않은 경우, 강은 불순물로서 0.001% 이상의 Mo 를 포함할 수 있다. Mo 가 첨가될 때, Mo 함량은 일반적으로 0.05% 이상이다.
크롬은 강의 켄칭성을 높이고, 높은 인장 강도를 얻는데 기여한다. 최대 1% 의 크롬이 허용된다. 실제로 1% 초과에서는, 포화 효과가 나타나고, Cr 을 첨가하는 것은 쓸모없고 비싸다. Cr 이 첨가될 때, 그 함량은 일반적으로 0.01% 이상이다. Cr 의 임의 첨가가 수행되지 않으면, Cr 함량은 0.001% 정도로 낮은 함량으로 불순물로서 존재할 수 있다.
티타늄, 니오븀 및 바나듐과 같은 마이크로-합금화 원소는 추가적인 침전 경화를 얻기 위해 최대 0.1% 의 Ti, 최대 0.1% 의 Nb 및 최대 0.2% 의 V 의 함량으로 첨가될 수 있다. 특히, 티타늄 및 니오븀은 응고 동안에 입자 크기를 제어하기 위해 사용된다.
Nb 가 첨가될 때, 그 함량은 바람직하게는 0.01% 이상이다. 0.1% 초과에서, 포화 효과가 얻어지고, 0.1% 초과의 Nb 를 첨가하는 것은 쓸모없고 비싸다.
Ti 가 첨가될 때, 그 함량은 바람직하게는 0.015% 이상이다. Ti 함량이 0.015% 내지 0.1% 인 경우, 매우 높은 온도에서 석출이 TiN 의 형태로 발생하고, 이어서, 더 낮은 온도에서, 미세한 TiC 의 형태로 발생하여 경화를 초래한다. 또한, 붕소 이외에 티타늄이 첨가될 때, 티타늄은 붕소와 질소의 조합을 방지하고, 질소는 티타늄과 결합된다. 따라서, 붕소가 첨가될 때, 티타늄 함량은 바람직하게는 3.42N 보다 높다. 그러나, Ti 함량은 제조 공정 동안에 열간 압연 강 시트 및 냉간 압연 강 시트의 경도를 증가시키는 거친 TiN 석출물의 침전을 피하기 위해 0.1% 이하로 유지되어야 한다.
선택적으로, 강 조성은 강의 켄칭성을 증가시키기 위해 붕소를 포함한다. B가 첨가될 때, 그 함량은 0.0002% 이상, 바람직하게는 0.0005% 이상, 0.004% 이하이다. 실제로, 이러한 한계를 초과하면, 경화성과 관련하여 포화 수준이 예상된다.
황, 인 및 질소는 일반적으로 강 조성에 불순물로서 존재한다.
질소 함량은 일반적으로 0.002% 이상이다. 연성을 저하시키는 거친 TiN 및/또는 AlN 석출물의 침전을 피하기 위해 질소 함량은 최대 0.013% 이어야 한다.
황의 경우, 0.003% 를 초과하는 경우, MnS 와 같은 과량의 황화물의 존재로 인해 연성이 감소되며, 특히 홀-팽창 시험은 이러한 황화물의 존재 하에서 더 낮은 값을 나타낸다.
인은, 고용체에서 경화되지만 특히 입계에서의 분리 또는 망간과의 공동 분리의 경향으로 인해 스폿 용접성 및 열간 연성을 감소시키는 원소이다. 이러한 이유로, 양호한 스폿 용접성을 얻기 위해 그 함량은 0.015% 로 제한되어야 한다.
잔부는 철 및 불가피한 불순물로 이루어져 있다. 이러한 불순물은 최대 0.03% 의 Cu 및 최대 0.03% 의 Ni 를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 방법은, 높은 인성과 함께 높은 냉간 압연성을 갖고 연성과 강도의 높은 조합을 갖는 냉간 압연 및 열처리된 강 시트를 제조하는데 적합한 열간 압연 및 어닐링된 강 시트를 제공하는 것을 목표로 한다.
본 발명에 따른 방법은 또한, 이러한 냉간 압연 및 열처리된 강 시트의 제조를 목표로한다.
본 발명자들은 열간 압연되고 배치 어닐링된 강 시트의 낮은 인성 및 그러한 열간 압연되고 배치 어닐링된 강 시트로 제조된 냉간 압연 및 열처리된 강 시트의 기계적 특성 저하의 문제점을 어닐링되지 않은 시트와 비교하여 조사하였고, 이러한 문제가 4 가지의 주요 요인들로부터 발생한다는 것을 발견했다.
특히, 본 발명자들은 배치 어닐링이 열간 압연되고 배치 어닐링된 강 시트에서 강하게 안정화되는 망간이 많이 농축된 조대한 시멘타이트의 형성을 초래한다는 것을 발견하였다. 본 발명자들은 이와 같이 안정화된 시멘타이트가 냉간 압연 강 시트의 후속 표준 열처리 동안 완전히 용해되지 않는다는 것을 추가로 발견했다. 결과적으로, 강의 Mn 의 일부는 시멘타이트에 포획된 상태로 유지되며, 따라서 강의 강도 및 연성에 대한 이의 영향이 억제된다.
또한, 본 발명자들은 배치 어닐링이 열간 압연되고 배치 어닐링된 강 시트의 조직의 조대화를 초래하여, 냉간 압연 및 열처리된 강 시트의 최종 조직의 조대화를 초래하고 기계적 특성을 저하시킨다는 것을 추가로 발견하였다.
또한, 본 발명자들은 강 조성에 포함될 수 있는 마이크로-합금화 원소, 특히 Nb 가 강을 경화시키지 않는 거친 석출물로서 배치-어닐링 동안 초기 단계에서 석출되고, 따라서 석출 경화를 제공하기 위해 냉간 압연 강 시트의 후속 열처리 동안 더 이상 이용할 수 없음을 발견하였다.
마지막으로, 본 발명자들은 배치 어닐링이 템퍼링 취화를 유도하는 온도 및 시간에 수행되어, 열간 압연되고 배치 어닐링된 강 시트의 인성을 낮춘다는 것을 발견했다.
이러한 문제점들을 해결하기 위해, 본 발명자들은 배치 어닐링 온도를 강의 Ae1 변태점 이상으로 증가시켜서 실험을 수행하였다.
그러나, 본 발명자들은 더 높은 배치 어닐링 온도를 사용하면, Mn 이 풍부한 시멘타이트의 형성을 제한하지만, 미세조직이 조대화되어, 냉간 압연 및 열처리된 강 시트의 최종 특성을 손상시킨다는 것을 발견하였다.
이러한 발견으로부터, 본 발명자들은 다음을 포함하는 미세조직을 갖도록 열간 압연 강 시트를 어닐링하면, 냉간 압연 및 열처리된 강 시트의 최종 특성을 보장하면서 냉간 압연성 및 인성을 크게 향상시킬 수 있음을 발견하였다:
- 평균 페라이트 입자 크기가 최대 3 ㎛ 인, 페라이트,
- 최대 30% 의 오스테나이트,
- 최대 8% 의 프레시 마텐자이트, 및
- 평균 Mn 함량이 25% 미만인, 시멘타이트.
최대 8% 의 프레시 마텐자이트 분율은 열간 압연 및 어닐링된 강 시트의 높은 인성을 달성할 수 있게 한다.
특히, 본 발명자들은 여러 강 조성물로 제조된 열간 압연 강 시트를 실온으로 냉각한 후 오스테나이트 및 프레시 마텐자이트 분율의 변화를 유도하는 다양한 어닐링 조건으로 처리하여 실험들을 수행하였고, 이렇게 얻어진 강 시트의 20 ℃ 에서의 샤르피 에너지를 측정하였다.
이들 실험에 기초하여, 본 발명자들은 샤르피 에너지가 어닐링 온도의 증가 함수 및 프레시 마텐자이트 분율의 감소 함수임을 발견하였다. 또한, 본 발명자들은 열간 압연 및 어닐링된 강 시트가 최대 8% 의 프레시 마텐자이트 분율을 갖는 경우, 20 ℃ 에서 적어도 50 J/cm2 의 높은 샤르피 에너지가 달성됨을 발견하였다.
또한, 평균 Mn 함량이 25% 미만인 시멘타이트는, 냉간 압연 강 시트의 최종 열처리 동안 시멘타이트 용해가 촉진되어, 추가 가공 단계 동안에 연성 및 강도를 향상시킨다는 것을 의미한다. 대조적으로, 평균 Mn 함량이 25% 를 초과하는 시멘타이트는, 열간 압연 및 어닐링된 강 시트로부터 제조된 냉간 압연 및 열처리된 강 시트의 기계적 특성을 감소시킨다.
또한, 평균 페라이트 입자 크기가 3 ㎛ 이하이면, 매우 미세한 미세조직을 갖는 냉간 압연 및 열처리를 수행하고 기계적 특성을 증가시킬 수 있다.
본 발명자들은 상기 미세조직이 400 HV 보다 낮은 열간 압연 및 어닐링된 강 시트의 경도를 달성할 수 있고, 열간 압연 및 어닐링된 강 시트의 만족스러운 냉간 압연성을 보장한다는 것을 추가로 발견하였다.
본 발명자들은 열간 압연 및 어닐링된 강 시트의 이러한 미세조직 및 이들 특성이, 열간 압연 강 시트에 대해, 최소 연속 어닐링 온도 TICAmin = 650 ℃ 내지 가열시에 30% 의 오스테나이트가 형성되는 온도인 최대 연속 어닐링 온도 TICAmax 의 연속 어닐링 온도 (TICA) 에서 3 초 내지 3600 초의 시간 동안 연속 어닐링을 수행하고, 이어서 열간 압연 강 시트를 특정 냉각 조건하에 냉각함으로써 달성된다는 것을 발견하였다.
특히, 본 발명자들은, 높은 연속 어닐링 온도 TICA 로 인해, 최대 3600 초의 어닐링 시간이 조직의 충분한 템퍼링을 달성하기에 충분하여, 열간 압연 및 어닐링된 강 시트의 냉간 압연성을 향상시키면서 조직의 조대화를 회피시킨다는 것을 발견하였다.
또한, 650 ℃ 보다 높은 온도에서 시트를 어닐링하면, 열간 압연 강 시트의 연화가 가능하여, 시멘타이트 입자의 Mn 농후화를 25% 미만으로 제한하고, 존재한다면 마이크로-합금화 원소의 석출을 제한하고, 이러한 석출물의 조대화를 제한함으로써, 최종 기계적 특성에 대한 C, Mn 및 마이크로-합금화 원소의 영향을 유지한다. 또한, 이는 결정립계에서 P 와 같은 취성 불순물의 분리를 제한한다.
이하, 제조 방법에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 강의 제조 방법은 본 발명의 화학 조성물로 강을 주조하는 것을 포함한다.
주강은 1150 ℃ 내지 1300 ℃ 의 온도 T재가열 로 재가열된다.
슬래브 재가열 온도 T재가열 가 1150 ℃ 미만이면, 압연 로드가 너무 많이 증가하여 열간 압연 공정이 어려워진다.
1300 ℃ 이상에서는, 산화가 매우 강렬하여, 스케일 손실 및 표면 열화로 이어진다.
재가열된 슬래브는 1250 ℃ 내지 800 ℃ 의 온도에서 열간 압연되고, 마지막 열간 압연 패스는 800 ℃ 이상의 최종 압연 온도 TFRT 에서 일어난다.
최종 압연 온도 TFRT 가 800 ℃ 미만이면, 열간 가공성이 감소된다.
열간 압연 후, 강은 1 ℃/s 내지 150 ℃/s 의 냉각 속도 Vc1 로 650 ℃ 이하의 코일링 온도 T코일 로 냉각된다. 1 ℃/s 미만에서는, 너무 거친 미세조직이 생성되고 최종 기계적 특성이 저하된다. 150 ℃/s 초과에서는, 냉각 공정을 제어하기가 어렵다.
코일링 온도 T코일 은 650 ℃ 이하여야 한다. 코일링 온도가 650 ℃ 를 초과하면, 깊은 입자간 산화가 스케일 미만으로 형성되어, 표면 특성이 저하된다.
코일링 후, 열간 압연 강 시트를 산세 처리하는 것이 바람직하다.
열간 압연 강 시트는 이어서 연속 어닐링되고, 즉, 언코일링된 열간 압연 강 시트는 노 내에서 연속적으로 이동함으로써 열처리된다.
열간 압연 강 시트는, 최소 연속 어닐링 온도 TICAmin = 650 ℃ 내지 가열시에 30% 의 오스테나이트가 형성되는 온도인 최대 연속 어닐링 온도 TICAmax 의 연속 어닐링 온도 TICA 에서 3 초 내지 3600 초 동안 연속 어닐링된다.
이러한 조건 하에서, 연속 어닐링 동안 생성된 강의 미세조직은, 실온으로 냉각되기 전에, 다음으로 이루어진다;
- 페라이트,
- 30% 미만의 오스테나이트,
- 평균 Mn 함량이 25% 미만인, 시멘타이트.
연속 어닐링 온도가 650 ℃ 보다 낮으면, 연속 어닐링 처리 동안 미세조직 회복을 통한 연화가 불충분하여, 열간 압연 및 어닐링된 강 시트의 경도가 400 HV 를 초과한다. 650 ℃ 미만의 연속 어닐링 온도는 또한, 입자 경계에서 P 와 같은 취화 원소의 분리를 향상시키고, 인성 값들을 낮추게 되는데, 이는 강 시트를 추가로 가공하는데 중요하다.
연속 어닐링 온도가 TICAmax 보다 높으면, 연속 어닐링 동안 너무 높은 오스테나이트 분율이 생성되어, 오스테나이트의 안정화가 불충분해지고, 냉각시에 8% 이상의 프레시 마텐자이트가 생성될 수 있다.
연속 어닐링 시간이 3 초보다 낮으면, 열간 압연 및 어닐링된 강 시트의 경도가 너무 높아서 특히 400 HV 보다 높아서, 냉간 압연성이 만족스럽지 않게 된다. 연속 어닐링 시간은 바람직하게는 200 초 이상이다.
연속 어닐링 시간이 3600 초보다 높으면, 미세조직이 조대화된다; 특히, 페라이트 입자의 평균 크기는 3 ㎛ 보다 높다. 바람직하게는, 연속 어닐링 시간은 최대 500 초이다.
어닐링 동안 생성될 수 있는 오스테나이트는 탄소 및 망간이 풍부하고, 특히 평균 Mn 함량이 1.3 * Mn% 이상이고, Mn% 는 강의 Mn 함량을 나타내며, 평균 C 함량이 0.4% 이상이다.
따라서 오스테나이트는 강하게 안정화된다.
열간 압연된 강 시트는 이후에 600 ℃ 내지 350 ℃ 에서 1 ℃/s 이상의 평균 냉각 속도 VICA 로 어닐링 온도 TICA 로부터 실온으로 냉각된다. 이 조건에서는, 템퍼링 취성이 제한된다.
600 ℃ 내지 350 ℃ 의 냉각 속도가 1 ℃/s 보다 낮으면, 열간 압연 및 어닐링된 강 시트에서 템퍼링 취성을 향상시키는 분리가 일어나서, 냉간 압연성이 만족스럽지 않다.
이와 같이 수득된 열간 압연 및 어닐링된 강 시트는 다음으로 이루어진 조직을 갖는다:
- 페라이트,
- 최대 30% 의 오스테나이트,
- 최대 8% 의 프레시 마텐자이트,
- 평균 Mn 함량이 25% 미만인, 시멘타이트.
Mn 에 의한 오스테나이트의 안정화로 인해 최대 8% 의 프레시 마텐자이트 분율이 달성되며, 이는 냉각시에 프레시 마텐자이트로 변형되지 않거나 또는 작은 정도로 된다.
열간 압연 및 어닐링된 강 시트의 잔류 오스테나이트는 평균 Mn 함량이 1.3 * Mn% 이상이며, 여기서 Mn% 는 강의 Mn 함량을 나타내며, 평균 C 함량은 0.4% 이상이다.
템퍼링 처리는 임의로 프레시 마텐자이트 분획물을 추가로 제한하기 위해 수행된다.
또한, 페라이트 입자의 평균 크기는 최대 3 ㎛ 이다. 실제로, 배치 어닐링과 비교하여 비교적 짧은 시간 동안 수행된 연속 어닐링은 조직의 조대화를 초래하지 않았으며, 따라서 매우 미세한 조직을 갖는 열간 압연 및 어닐링된 시트를 달성할 수 있게 한다.
이 단계에서, 열간 압연 및 어닐링된 시트는 어닐링 전의 열간 압연된 강 시트에 비해 냉간 압연성 및 인성이 개선되었다. 또한, 열간 압연 및 어닐링된 강 시트는 높은 기계적 특성, 특히 높은 연성 및 강도를 갖는 냉간 압연 및 열처리된 강 시트를 제조하는데 적합하다.
특히, 열간 압연 및 어닐링된 시트는 비커스 경도가 400 HV 보다 낮기 때문에 냉간 압연성이 매우 양호하다.
또한, 열간 압연 및 어닐링된 강 시트는 20 ℃ 에서 적어도 50 J/cm2 의 샤르피 에너지를 갖는다. 따라서, 열간 압연 및 어닐링된 강 시트는 가공성이 매우 양호하고, 배치 어닐링된 열간 압연 강 시트에 비해 추가 가공 동안의 밴드 파손 위험이 크게 감소된다. 또한, 본 발명자들은 열간 압연 및 어닐링된 강 시트의 샤르피 에너지가 열간 압연 및 배치 어닐링된 강 시트보다 높을 뿐만 아니라 일반적으로 열간 압연 및 어닐링된 강 시트가 제조되었던 열간 압연 강 시트의 샤르피 에너지보다 높다는 것을 발견했다.
실온으로 냉각한 후, 열간 압연 및 어닐링된 강 시트를 선택적으로 산세한다. 그러나 이 단계는 생략해도 된다. 실제로, 연속 어닐링의 짧은 지속 시간으로 인해, 연속 어닐링 동안 내부 산화가 전혀 또는 거의 발생하지 않는다. 바람직하게는, 열간 압연과 연속 어닐링 사이에 산세가 수행되지 않으면, 열간 압연 및 어닐링된 강 시트는 이 단계에서 산세된다.
그 후, 열간 압연 강 시트를 냉간 압연 압하율을 30% 내지 70% 로 하여 냉간 압연하여, 냉간 압연 강 시트를 얻는다. 30% 미만에서는, 후속 열처리 동안 재결정화가 바람직하지 않으며, 이는 열처리후 냉간 압연 강 시트의 연성을 손상시킬 수 있다. 70% 초과에서는, 냉간 압연 중에 가장자리 균열이 발생할 위험이 있다.
이어서, 냉간 압연 강 시트를 연속 어닐링 라인에서 열처리하여, 냉간 압연 및 열처리된 강 시트를 제조한다.
냉간 압연 강 시트에서 수행되는 열처리는 목표로 하는 최종 기계적 특성에 따라 선택된다.
임의의 경우에, 열처리는 냉간 압연 강 시트를 650 ℃ 내지 1000 ℃ 의 어닐링 온도 T어닐 로 가열하고, 냉간 압연 강 시트를 어닐링 온도 T어닐 에서 30 초 내지 10 분의 어닐링 시간 t어닐 동안 유지하는 단계를 포함한다.
또한, 어닐링 온도 T어닐 는 어닐링시에 생성된 조직이 적어도 8% 의 오스테나이트를 포함하도록 한다.
어닐링 온도가 650 ℃ 보다 낮은 경우, 어닐링 동안에 조직에 시멘타이트가 생성되어, 냉간 압연 및 열처리된 강 시트의 기계적 특성이 저하된다.
어닐링 온도 T어닐 은 오스테나이트계 입자의 조대화를 제한하기 위해 최대 1000 ℃이다.
어닐링 온도 T어닐 로의 재가열 속도 Vr 은 바람직하게는 1 ℃/s 내지 200 ℃/s 이다.
제 1 실시형태에 따르면, 어닐링은 이상영역 어닐링이며, 어닐링 온도 T어닐 은 Ae3 보다 낮고 어닐링시에 생성된 조직은 적어도 8% 의 오스테나이트를 포함한다.
제 2 실시형태에 따르면, 어닐링시에, 오스테나이트 및 최대 1% 의 시멘타이트로 이루어진 조직을 얻기 위해 어닐링 온도 T어닐 은 Ae3 이상이다.
제 1 실시형태에서, 어닐링 온도에서의 유지의 끝에서, 오스테나이트는 C 함량이 0.4% 이상이고 평균 Mn 함량이 1.3 * Mn% 이상이다.
냉간 압연 및 어닐링된 강 시트는 이어서, 냉간 압연 및 열처리된 강 시트를 얻기 위해, 직접적으로, 즉 어닐링 온도 T어닐 과 실온 사이의 임의의 유지, 템퍼링 또는 재가열 단계없이, 또는, 간접적으로, 즉 유지, 템퍼링 및/또는 재가열 단계를 갖고서 실온으로 냉각된다.
임의의 경우에, 냉간 압연 및 열처리된 강 시트는 다음을 포함하는 조직 (이하, 최종 조직) 을 갖는다:
- 8% 내지 50% 의 잔류 오스테나이트,
- 프레시 마텐자이트 및/또는 파티셔닝된 또는 템퍼링된 마텐자이트를 포함할 수도 있는 마텐자이트, 및 선택적으로 베이나이트,
- 최대 80% 의 이상영역 페라이트, 및
- 최대 1% 의 시멘타이트.
잔류 오스테나이트는 일반적으로 평균 C 함량이 0.4% 이상이고, 일반적으로 평균 Mn 함량이 1.3 * Mn% 이상이다.
열간 압연 및 어닐링된 강 시트의 미세조직에서 시멘타이트중의 최대 25% 의 Mn 함량으로 인해, 시멘타이트는 어닐링시에 쉽게 용해된다. 수행된 열처리에 따라, 소량의 시멘타이트가 최종 조직에 남을 수 있다. 그러나, 최종 조직에서의 시멘타이트 분획물은 어떠한 경우에도 1% 미만으로 유지될 것이다. 또한, 시멘타이트 입자들을, 존재한다면, 평균 크기가 50 nm 미만이다.
마텐자이트는 프레시 마텐자이트 및 파티셔닝된 마텐자이트 또는 템퍼링된 마텐자이트를 포함할 수 있다.
아래에 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 파티셔닝된 마텐자이트는 평균 C 함량이 강의 공칭 C 함량보다 엄격하게 낮다. 이러한 낮은 C 함량은, 350 ℃ 내지 500 ℃ 의 파티셔닝 온도 TP 에서 유지되는 동안, 강의 Ms 온도 아래에서의 켄칭시에 생성된 마텐자이트로부터 오스테나이트로의 탄소의 파티셔닝에 기인한다.
대조적으로, 템퍼링된 마텐자이트는 평균 C 함량이 강의 공칭 C 함량과 동일하다. 템퍼링된 마텐자이트는, 강의 Ms 온도 미만에서의 켄칭시에 생성된 마텐자이트의 템퍼링으로부터 초래된다.
파티셔닝된 마텐자이트는 SEM (Scanning Electron Microscopy) 및 EBSD (Electron Backscatter Diffraction) 에 의해 관찰되는, 자체적으로 알려진 시약, 예를 들어, Nital 시약으로 연마 및 에칭된 섹션에서, 템퍼링된 마텐자이트 및 프레시 마텐자이트와 구별될 수 있다.
조직은 100 mm2 의 표면 단위당 100 미만의 탄화물을 함유하는 베이나이트, 특히 탄화물이 없는 베이나이트를 포함할 수 있다.
페라이트 분율은 열처리 동안의 어닐링 온도에 의존한다.
최종 조직에 존재할 때 페라이트는 이상영역 페라이트이다.
따라서, 페라이트는, 존재하는 경우, 나중에 냉간 압연되고 재결정화되는 열간 압연 및 어닐링된 강 시트의 조직으로부터 유래된다. 결과적으로, 페라이트는 평균 입자 크기가 최대 1.5 ㎛ 이다.
냉간 압연 강 시트에서 수행되는 바람직한 열처리가 이제 더욱 상세하게 설명될 것이다.
바람직한 제 1 열처리에서, 어닐링 온도 T어닐 을 Ae3 보다 낮거나 높게 유지한 후, 냉간 압연 강 시트는 1 ℃/s 내지 70 ℃/s 의 냉각 속도 Vc2 로 실온으로 냉각된다.
냉간 압연 강 시트는 냉각 속도 Vc2 에서 실온으로 냉각되거나, 냉각 속도 Vc2 에서 350 ℃ 내지 550 ℃ 의 유지 온도 TH 로 냉각되고, 유지 온도 TH 에서 10 초 내지 500 초의 시간동안 유지된다. 예를 들어, 핫 딥 공정에 의해 Zn 코팅을 촉진하는 이러한 열처리는 최종 기계적 특성에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 유지 온도 TH 에서의 선택적인 유지후, 냉간 압연 강 시트는 1 ℃/s 내지 70 ℃/s 의 냉각 속도 Vc3 로 실온으로 냉각된다.
선택적으로, 실온으로의 냉각후, 냉간 압연 및 열처리된 강 시트는 170 내지 450 ℃ 의 온도 Tt 에서 10 내지 1200 초의 템퍼링 시간 tt 동안 템퍼링된다.
이 처리는 어닐링 후에 실온으로 냉각하는 동안 생성될 수 있는 마텐자이트의 템퍼링을 가능하게 한다. 따라서 마텐자이트 경도가 감소되고 연성이 개선된다. 170 ℃ 미만에서는, 템퍼링 처리가 충분히 효율적이지 않다. 450 ℃ 초과에서는, 강도 손실이 높아지고 강도와 연성 사이의 균형이 더 이상 개선되지 않는다.
바람직한 제 1 열처리로 수득된 냉간 압연 및 열처리된 강 시트의 조직은 표면 분율로 다음으로 이루어진다:
- 평균 C 함량이 0.4% 이상인, 8% 내지 50% 의 잔류 오스테나이트,
- 최대 80% 의 이상영역 페라이트,
- 최대 92% 의 마텐자이트 및/또는 베이나이트,
- 최대 1% 의 시멘타이트.
마텐자이트는 템퍼링된 마텐자이트 및/또는 프레시 마텐자이트로 이루어진다.
조직은 100 mm2 의 표면 단위당 100 미만의 탄화물을 함유하는 베이나이트, 특히 탄화물이 없는 베이나이트를 포함할 수 있다.
시멘타이트 입자들의 평균 크기는 50 nm 보다 작다.
페라이트 및 오스테나이트 분획물은 열처리 동안의 어닐링 온도에 의존한다.
바람직한 제 1 열처리의 제 1 변형예에서, 어닐링 온도 T어닐 은 Ae3 보다 낮으며, 바람직하게는 어닐링시에 생성된 조직은 40% 내지 80% 의 페라이트를 포함한다.
이 제 1 변형예에서, 최종 조직은 바람직하게는 표면 분율로 다음을 포함한다:
- 평균 C 함량이 0.4% 이상이고 평균 Mn 함량이 1.3*Mn% 이상인, 8% 내지 50% 의 잔류 오스테나이트,
- 페라이트 입자들의 평균 크기가 최대 1.5 ㎛ 인, 40% 내지 80% 의 이상영역 페라이트,
- 최대 15% 의 마텐자이트 (템퍼링된 마텐자이트 및/또는 프레시 마텐자이트로 이루어짐) 및/또는 베이나이트,
- 시멘타이트 입자들이, 있다면, 평균 크기가 50 nm 미만인, 최대 0.3% 의 시멘타이트.
바람직한 제 1 열처리의 제 2 변형예에서, 어닐링 온도는 Ae3 이상이다.
이 제 2 변형예에서 최종 조직은 다음으로 이루어진다:
- 평균 C 함량이 0.4% 이상인, 8% 내지 30% 의 잔류 오스테나이트,
- 70% 내지 92% 의 마텐자이트 (템퍼링된 마텐자이트 및/또는 프레시 마텐자이트로 이루어짐) 및/또는 베이나이트,
- 시멘타이트 입자들이, 있다면, 평균 크기가 50 nm 미만인, 최대 1% 의 시멘타이트.
바람직한 제 2 열처리에서, 냉연 강 시트는 켄칭 및 파티셔닝 공정을 거친다.
이를 위해, 어닐링 온도 T어닐 에서의 유지후, 냉간 압연 강 시트는 냉각시에 페라이트 및 펄라이트의 형성을 회피하기에 충분히 높은 냉각 속도 VC4 로, 어닐링 온도 T어닐 로부터 오스테나이트의 Ms 변태점보다 낮은 켄칭 온도 QT 로 켄칭된다.
켄칭 온도 QT 까지의 냉각 속도 VC4 는 2 ℃/s 이상인 것이 바람직하다.
이 켄칭 단계 동안, 오스테나이트는 부분적으로 마텐자이트로 변형된다.
켄칭 온도는 원하는 최종 조직, 특히 최종 조직에서 요구되는 잔류 오스테나이트 및 파티셔닝된 마텐자이트의 분율에 따라 Mf+20℃ 내지 Ms-20℃ 에서 선택된다. 강의 각 특정 조성 및 각 조직에 대해, 당업자는 팽창 계측법에 의해 오스테나이트의 Ms 및 Mf 시작 및 마무리 변형점을 결정하는 방법을 알고 있다.
켄칭 온도 QT 가 Mf+20℃ 보다 낮으면, 최종 조직에서의 파티셔닝된 마텐자이트의 분율이 너무 높다. 또한, 켄칭 온도 QT 가 Ms-20℃ 보다 높으면, 최종 조직에서의 파티셔닝된 마텐자이트의 분율이 너무 낮아서, 높은 연성에 도달하지 못할 것이다.
당업자는 원하는 조직을 얻기 위해 적합한 켄칭 온도를 결정하는 방법을 알고 있다.
냉간 압연 강 시트는 임의로, 강의 연성을 감소시킬 수 있는 마텐자이트에서의 엡실론 탄화물의 생성을 피하기 위해, 2초 내지 200초, 바람직하게는 3초 내지 7초의 유지 시간 tQ 동안 켄칭 온도 QT 에서 유지된다.
그 후, 냉간 압연 강 시트를 350 ℃ 내지 500 ℃ 의 파티셔닝 온도 TP 로 재가열하고, 3초 내지 1000초의 파티셔닝 시간 tP 동안 파티셔닝 온도 TP 로 유지한다. 이 파티셔닝 단계 동안, 탄소는 마텐자이트에서 오스테나이트로 확산되어, 오스테나이트의 C 가 풍부해진다.
파티셔닝 온도 TP 가 500 ℃ 보다 높거나 350 ℃ 보다 낮으면, 최종 제품의 신장이 만족스럽지 않다.
선택적으로, 냉간 압연 강 시트는 예를 들어 480 ℃ 이하의 온도에서 욕에서 핫-딥 코팅된다. 임의의 종류의 코팅이 사용될 수 있으며, 특히 아연 또는 아연 합금, 즉 아연-니켈, 아연-마그네슘 또는 아연-마그네슘-알루미늄 합금, 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 예를 들어 알루미늄-규소가 사용될 수 있다.
파티셔닝 단계 직후 또는 핫-딥 코팅 단계 후에, 수행되는 경우, 냉간 압연 강 시트를 실온으로 냉각시켜, 냉간 압연 및 열처리된 강 시트를 얻는다. 실온으로의 냉각 속도는 바람직하게는 1 ℃/s 보다 높고, 예를 들어 2 ℃/s 내지 20 ℃/s 이다.
바람직한 제 2 열처리를 통해 얻어진 냉간 압연 및 열처리된 강 시트의 최종 조직은 주로 어닐링 온도 T어닐 및 켄칭 온도 QT 에 의존한다.
그러나, 이렇게 수득된 냉간 압연 및 열처리된 강 시트의 조직은 일반적으로 표면 분율로 다음으로 이루어진다:
- 8% 내지 30% 의 잔류 오스테나이트,
- 최대 45% 의 이상영역 페라이트,
- 파티셔닝된 마텐자이트,
- 최대 8% 의 프레시 마텐자이트,
- 최대 1% 의 시멘타이트.
잔류 오스테나이트는 탄소가 풍부하고, 특히 평균 C 함량이 0.4% 이상이다.
페라이트는, 있다면, 이상영역 페라이트이며, 평균 입자 크기는 최대 1.5 ㎛이다.
조직에서 프레시 마텐자이트의 분율은 8% 이하이다. 실제로, 8% 보다 높은 프레시 마텐자이트의 분율은 홀 팽창률 HER 을 손상시킬 것이다.
이 바람직한 제 2 열처리에서, 어닐링 온도로부터의 냉각시에 그리고 파티셔닝 동안에 소량의 시멘타이트가 생성될 수 있다. 그러나, 최종 조직에서의 시멘타이트 분율은 임의의 경우에 1% 미만으로 유지될 것이고 최종 조직에서의 시멘타이트 입자들의 평균 크기는 50 nm 미만으로 유지된다.
바람직한 제 2 실시형태의 제 1 변형예에서, 어닐링 온도 T어닐 은 냉간 압연 강 시트가 어닐링시에 표면 분율로 다음으로 이루어진 조직을 갖도록 된다:
- 10% 내지 45% 의 페라이트,
- 오스테나이트, 및
- 시멘타이트 입자들이, 있다면, 평균 크기가 50 nm 미만인, 최대 0.3% 의 시멘타이트.
이 제 1 변형예에서, 최종 조직은 바람직하게는 표면 분율로 다음을 포함한다:
- 평균 입자 크기가 최대 1.5 ㎛ 인, 10% 내지 45% 의 이상영역 페라이트,
- 8% 내지 30% 의 잔류 오스테나이트,
- 파티셔닝된 마텐자이트,
- 최대 8% 의 프레시 마텐자이트, 및
- 시멘타이트 입자들이, 있다면, 평균 크기가 50 nm 미만인, 최대 0.3% 의 시멘타이트.
잔류 오스테나이트는 Mn 및 C 가 풍부하다. 특히, 잔류 오스테나이트에서의 평균 C 함량은 0.4% 이상이고, 잔류 오스테나이트에서의 평균 Mn 함량은 1.3*Mn% 이상이다.
바람직한 제 2 실시형태의 제 2 변형예에서, 어닐링 온도 T어닐 은 Ae3 이상이므로, 냉간 압연 강 시트는 어닐링시에 오스테나이트 및 최대 0.3% 의 시멘타이트로 이루어진 조직을 갖는다.
이 제 2 변형예에서, 켄칭 온도 QT 는, 켄칭 직후, 최대 8% 내지 30% 의 오스테나이트, 최대 92% 의 마텐자이트 및 최대 1% 의 시멘타이트로 이루어진 조직을 얻도록 선택되는 것이 바람직하다.
이 제 2 변형예에서, 최종 조직은, 표면 분율로, 다음으로 이루어진다:
- 8% 내지 30% 의 잔류 오스테나이트,
- 파티셔닝된 마텐자이트,
- 최대 8% 의 프레시 마텐자이트, 및
- 시멘타이트 입자들이, 있다면, 평균 크기가 50 nm 미만인, 최대 1% 의 시멘타이트.
잔류 오스테나이트는 C 가 풍부하고, 잔류 오스테나이트에서의 평균 C 함량은 0.4% 이상이다.
전술한 미세조직 특징은 예를 들어 전자 백스캐터 회절 ("EBSD") 장치 및 투과 전자 현미경 (TEM) 에 연결된, 5000 배보다 큰 배율에서 전계 방출 건 ("FEG-SEM") 을 갖는 주사 전자 현미경으로 미세조직을 관찰함으로써 결정된다.
예:
예 및 비교로서, 표 1 에 따른 강 조성으로 제조된 시트들이 제조되었으며, 함량은 중량% 로 표시된다.
[표 1]
Figure 112020060626310-pct00001
제 1 실험에서, 강 I1, I2, I3, I6 및 I7 은 잉곳을 얻기 위해 주조되었다. 잉곳을 1250 ℃ 의 온도 T재가열 에서 재가열하고, 디스케일링하고 Ar3 보다 높은 온도에서 열간 압연하여 열간 압연 강을 수득하였다.
이어서 열간 압연 강을 1 ℃/s 내지 150 ℃/s 의 냉각 속도 Vc1 에서 코일링 온도 T코일 로 냉각시키고 이 온도 T코일 에서 코일링하였다.
그 후, 열간 압연 강의 일부를 어닐링 시간 tA 동안 어닐링 온도 TA 에서 연속 어닐링 또는 배치 어닐링한 다음, 600 ℃ 내지 350 ℃ 에서의 평균 냉각 속도 VICA 로 실온으로 냉각시켰다.
열간 압연 및 어닐링된 강 시트의 제조 조건은 어닐링시에 생성된 오스테나이트 분획물 뿐만 아니라 하기 표 2 에 보고되어 있다.
[표 2-1]
Figure 112020060626310-pct00002
[표 2-2]
Figure 112020060626310-pct00003
표 2 에서, 밑줄친 값들은 본 발명에 따르지 않은 것이며, "n.d." 는 "결정되지 않음 (not determined)" 을 의미한다.
본 발명자들은 이렇게 얻어진 열간 압연 및 선택적으로 어닐링된 강 시트의 미세조직을 전자 백스캐터 회절 ("EBSD") 장치 및 투과 전자 현미경 (TEM) 에 연결된, 5000 배보다 큰 배율에서 전계 방출 건 ("FEG-SEM") 을 갖는 주사 전자 현미경으로 관찰하였다.
특히, 본 발명자들은 페라이트 입자 크기, 프레시 마텐자이트 (FM) 의 표면 분율, 오스테나이트 (RA) 의 표면 분율 및 시멘타이트에서의 평균 Mn 함량 (시멘타이트중의 Mn%) 을 측정하였다.
본 발명자들은 20 ℃ 에서의 샤르피 에너지 및 열간 압연 강 시트의 비커스 경도를 추가로 측정하였다. 미세조직의 특징 및 기계적 특성은 하기 표 3 에 보고되어 있다.
[표 3-1]
Figure 112020060626310-pct00004
[표 3-2]
Figure 112020060626310-pct00005
이 표에서 n.d. 는 "결정되지 않음" 을 의미한다. 밑줄친 값들은 본 발명에 따르지 않은 것이다.
이들 실험은, 열간 압연 강 시트가 본 발명의 조건 하에서 어닐링되는 때에만 열간 압연 및 어닐링된 강 시트의 목표로 하는 미세조직 및 목표로 하는 기계적 특성이 달성된다는 것을 나타낸다.
대조적으로, 예 I1A, I2A, I3A, I6A 및 I7A 는 어떠한 어닐링도 받지 않았다.
결과적으로, 이들의 경도가 400 HV 보다 높으므로, 이들 열간 압연 강 시트의 냉간 압연성이 불충분하다.
예 I1B, I2B 및 I3B 는 25200초 동안 500 ℃ 의 온도에서 배치 어닐링되었다. 배치 어닐링은 각각 어닐링되지 않은 예 I1A, I2A 및 I3A 와 비교하여 경도의 감소를 초래하였다. 그러나, 배치 어닐링은 샤르피 에너지의 감소를 초래하여, 예 I1B, I2B 및 I3B 의 가공성이 불충분하다. 또한, 배치 어닐링은 Mn 이 매우 풍부한 시멘타이트의 생성을 초래하였다.
예 I1C, I2C, I3C, I6C 및 7C 는 또한 600 ℃ 의 온도에서 25200초 동안 배치 어닐링을 받았다. 배치 어닐링의 결과, 이들 예의 경도는 각각 예 I1A, I2A, I3A, I6A 및 I7A 와 비교하여 감소하고, 예 I1B, I2B 및 I3B 에 비해 추가로 감소하였다. 그러나, 샤르피 에너지는 50 J/cm2 보다 낮게 유지되었고, 배치 어닐링은 Mn 이 매우 풍부한 시멘타이트의 생성을 초래했다.
이어서, 본 발명자들은 배치 어닐링 온도를 Ae1 변태점 (예 I1D, I2D, I3D, I6D 및 I7D) 위의 650 ℃ 로 증가시켜 실험을 수행하였다. 이러한 높은 배치 어닐링 온도는 시트의 샤르피 에너지의 증가를 초래하였고, 각각 예 I1C, I2C, I3C, I6C 및 I7C 와 비교하여 시멘타이트의 평균 Mn 함량의 감소를 초래하였다.
그럼에도 불구하고, Ae1 초과의 온도에서의 배치 어닐링은 미세조직의 조대화를 초래하였으며, 페라이트 입자 크기는 3 ㎛ 보다 크다.
본 발명자들은 배치 어닐링 온도를 680 ℃ 로 증가시켰다 (예 I1E 및 I3E). 배치 어닐링 온도의 이러한 증가는 샤르피 에너지의 추가적인 증가 및 시멘타이트의 평균 Mn 함량의 추가적인 감소를 초래하였다. 그러나, 배치 어닐링 온도의 이러한 증가는 또한 페라이트 입자 크기의 추가적인 바람직하지 않은 증가를 초래했다.
따라서, 이들 예는, 배치 어닐링이 열간 압연 강 시트의 경도를 감소시키더라도, 열간 압연 및 배치 어닐링된 강 시트의 샤르피 에너지는 일반적으로 강 시트의 높은 가공성을 보장하기에 불충분하다는 것을 보여준다. 또한, 배치 어닐링은 Mn 이 고도로 농축된 바람직하지 않은 시멘타이트의 생성을 초래한다. 이들 예는 또한, 배치 어닐링 온도의 증가가 샤르피 에너지의 증가 및 시멘타이트의 평균 Mn 함량의 감소를 초래할 수 있지만, 샤르피 에너지는 대부분의 경우 50 J/cm2 의 목표 값보다 낮게 유지되고, 배치 어닐링 온도의 증가는 바람직하지 않은 미세조직의 조대화를 초래한다는 것을 보여준다.
예 I3L 에 연속 어닐링을 가했지만, 연속 어닐링 온도는 650 ℃ 보다 낮았다. 결과적으로, 미세조직 회복을 통한 연화가 불충분하여, 예 I3L 의 경도가 400 HV 보다 높고 샤르피 에너지가 불충분하다.
예 I1G 및 I3Q 를 어닐링 온도로 연속 어닐링하여, 어닐링시에 30% 초과의 오스테나이트가 생성되었다. 결과적으로, 열간 압연 및 어닐링된 강 시트에서의 프레시 마텐자이트 분율은 8% 보다 높으므로, 이들 예의 경도는 400 HV 보다 높고 이들의 샤르피 에너지는 50 J/cm2 보다 낮다.
예 I1F, I2H, I2J, I2K, I3H, I3M, I3, I3O, I3P, I3J, I6K 및 I7K 는 본 발명의 조건 하에서 연속 어닐링되었다. 결과적으로, 열간 압연 및 어닐링된 강 시트는 20 ℃ 에서 50 J/cm2 이상의 샤르피 에너지 및 400 HV 이하의 경도를 갖는다. 이러한 열간 압연 및 어닐링된 강 시트는 따라서 만족스러운 냉간 압연성 및 가공성을 갖는다. 또한, 이들 예의 미세조직은 평균 페라이트 입자 크기가 3㎛ 미만이고, 시멘타이트의 평균 Mn 함량이 25% 미만이 되도록 하는 것이다. 결과적으로, 이러한 열간 압연 강 시트는 높은 기계적 특성을 갖는 냉간 압연 및 열처리된 강 시트를 제조하는데 적합하다.
이와 같이하여 얻어진 열간 압연 및 어닐링된 강 시트의 미세조직이 관찰되었다.
예 I1E 및 I1F 의 미세조직은 각각 도 1 및 2 에 도시되어 있다.
이들 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 연속 어닐링으로 제조된 강 I1F 의 미세조직은, Ae1 이상의 배치 어닐링으로 제조된 강 I1E 의 미세조직보다 훨씬 더 미세하다.
이들 실험은, 배치 어닐링과 달리, 본 발명에 따른 연속 어닐링이 매우 미세한 미세조직을 초래한다는 것을 입증한다.
본 발명자들은 Ae1 보다 낮은 온도 또는 Ae1 보다 높은 온도에서 배치 어닐링으로부터 제조되거나 냉간 압연 전에 본 발명에 따른 연속 어닐링을 거친 냉간 압연 및 열처리된 강의 최종 특성을 평가하기 위한 실험을 추가로 수행하였다.
특히, 강 I1, I2, I4, I5, I6 및 I7 은 잉곳을 얻기 위해 주조되었다. 잉곳을 1250 ℃ 의 온도 T재가열 에서 재가열하고, 디스케일링하고 Ar3 보다 높은 온도에서 열간 압연하여 열간 압연 강을 수득하였다.
그 후 열간 압연 강 시트를 온도 T코일 에서 코일링하였다.
그 후 열간 압연 강 시트를 배치 어닐링 또는 연속 어닐링하였다.
그 후, 열간 압연 및 어닐링된 강 시트를 냉간 압연 압하율 50% 로 냉간 압연하고, 어닐링한 후 냉각 속도 Vc1 에서 실온으로 냉각시키는 것을 포함하는 다양한 열처리를 실시하였다.
이와 같이하여 얻어진 냉간 압연 및 열처리된 강 시트의 항복 강도, 인장 강도, 균일한 신장 및 홀 팽창률을 측정하였다.
제조 조건 및 측정된 특성은 표 4 및 5 에 보고되어 있다.
이들 표에서, T코일 은 코일링 온도를 지정하고, TA 및 tA 는 배치 또는 연속 어닐링 온도 및 시간이고, HBA 는 배치 어닐링을 나타내고, ICA 는 본 발명에 따른 연속 어닐링을 나타내고, T어닐 은 어닐링 온도이고, t어닐 은 어닐링 시간이고, VC1 은 냉각 속도 (또는 냉각 조건) 이다.
표 4 및 5 에 보고된 측정된 특성은 항복 강도 YS, 인장 강도 TS, 균일한 신장 UE 및 홀 팽창률 HER 이다.
이 표에서 "n.d." 는 "결정되지 않음" 을 의미한다. 밑줄친 값들은 본 발명에 따른 것이 아니다.
[표 4]
Figure 112020060626310-pct00006
[표 5]
Figure 112020060626310-pct00007
강 I4 로 제조된 예의 특성은 도 3 에 보고되어 있다 (UTS 는 인장 강도를 나타내고 UEI 는 균일한 신장을 나타낸다).
이 도면에서, 각 곡선은 열간 압연 후의 어닐링 조건에 해당하고 (흑색 사각형: 600 ℃ 에서 300 분 동안의 배치 어닐링; 백색 사각형: 700 ℃ 에서 2 분 동안의 연속 어닐링), 각 곡선의 각 점은 특정 어닐링 온도에서 얻어진 인장 강도 및 균일한 신장을 보고하고, 어닐링 온도가 높을 수록 인장 강도가 높은 것으로 이해된다.
도 3 및 표 4 에 보고된 결과는, 본 발명의 연속 어닐링을 수행하면 배치 어닐링과 비교하여 인장 강도 및 신장의 개선된 조합을 달성할 수 있음을 입증한다.
따라서, 본 발명에 따라 제조된 강 시트는 차량의 구조 또는 안전 부품의 제조에 유리하게 사용될 수 있다.

Claims (27)

  1. 강 시트의 제조 방법으로서,
    - 중량% 로,
    0.1% ≤ C ≤ 0.4%
    3.5% ≤ Mn ≤ 8.0%
    0.1% ≤ Si ≤ 1.5%
    Al ≤ 3%
    Mo ≤ 0.5%
    Cr ≤ 1%
    Nb ≤ 0.1%
    Ti ≤ 0.1%
    V ≤ 0.2%
    B ≤ 0.004%
    0.002% ≤ N ≤ 0.013%
    S ≤ 0.003%
    P ≤ 0.015%,
    잔부로 철 및 제련으로 인한 불가피적 불순물을 포함하는 조성을 갖는 강을 주조하여, 강 반제품을 얻는 단계,
    - 상기 강 반제품을 1150 ℃ 내지 1300 ℃ 의 온도 (T재가열) 로 재가열하는 단계,
    - 재가열된 상기 반제품을, 최종 압연 온도 (TFRT) 를 800 ℃ 이상으로 하여 800 ℃ 내지 1250 ℃ 의 온도에서 열간 압연하여, 열간 압연 강 시트를 얻는 단계,
    - 상기 열간 압연 강 시트를 1 ℃/s 내지 150 ℃/s 의 냉각 속도 (Vc1) 에서 650 ℃ 이하의 코일링 온도 (T코일) 로 냉각하고, 상기 열간 압연 강 시트를 상기 코일링 온도 (T코일) 에서 코일링하는 단계, 이어서
    - TICAmin 과 TICAmax 사이의 연속 어닐링 온도 (TICA) 에서 상기 열간 압연 강 시트를 연속 어닐링하는 단계로서, TICAmin = 650 ℃ 이고, TICAmax 는 가열시에 30% 의 오스테나이트가 형성되는 온도이고, 상기 열간 압연 강 시트는 3 초 내지 3600 초 사이의 연속 어닐링 시간 (tICA) 동안 상기 연속 어닐링 온도 (TICA) 에서 유지되는, 상기 연속 어닐링하는 단계, 이어서
    - 상기 열간 압연 강 시트를 실온으로 냉각시키되, 상기 열간 압연 강 시트를 600 ℃ 와 350 ℃ 사이에서 적어도 1 ℃/s 의 평균 냉각 속도 (VICA) 로 냉각시켜서, 열간 압연 및 어닐링된 강 시트를 얻는 단계로서,
    상기 열간 압연 및 어닐링된 강 시트는, 표면 분율로,
    - 최대 30% 의 오스테나이트,
    - 최대 8% 의 프레시 마텐자이트,
    - 잔부인 페라이트 및 시멘타이트
    로 이루어지는 조직을 가지며, 상기 페라이트 입자들의 평균 크기는 최대 3 ㎛ 이며, 상기 시멘타이트의 평균 Mn 함량은 25% 미만인, 상기 열간 압연 및 어닐링된 강 시트를 얻는 단계,
    - 상기 열간 압연 및 어닐링된 강 시트를 냉간 압연 압하율 30% 내지 70% 로 냉간 압연하여, 냉간 압연 강 시트를 얻는 단계를 포함하는,
    강 시트의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열간 압연 및 어닐링된 강 시트는 400 HV 보다 낮은 비커스 경도를 갖는, 강 시트의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 열간 압연 및 어닐링된 강 시트는 20 ℃ 에서 적어도 50 J/cm2 의 샤르피 에너지를 갖는, 강 시트의 제조 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 코일링과 상기 연속 어닐링 사이 그리고/또는 상기 연속 어닐링 후, 열간 압연 강 시트를 산세하는 단계를 추가로 포함하는, 강 시트의 제조 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 연속 어닐링 시간 (tICA) 이 200 초 내지 3600 초인, 강 시트의 제조 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    냉간 압연 후에,
    - 상기 냉간 압연 강 시트를 650 ℃ 내지 1000 ℃ 의 어닐링 온도 (T어닐) 로 가열하는 단계, 및
    - 상기 냉간 압연 강 시트를 상기 어닐링 온도 (T어닐) 에서 30 초 내지 10 분의 어닐링 시간 (t어닐) 동안 유지하는 단계
    를 추가로 포함하는, 강 시트의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 어닐링 온도 (T어닐) 가 TICAmin 내지 Ae3 인, 강 시트의 제조 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 어닐링 온도 (T어닐) 가 Ae3 내지 1000 ℃ 인, 강 시트의 제조 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 냉간 압연 강 시트를 상기 어닐링 온도 (T어닐) 로부터 1 ℃/s 내지 70 ℃/s 의 냉각 속도 (Vc2) 로 실온으로 냉각시켜서, 냉간 압연 및 열처리된 강 시트를 얻는 단계를 추가로 포함하는, 강 시트의 제조 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 냉간 압연 강 시트를 상기 어닐링 온도 (T어닐) 에서 유지한 후, 다음의 연속 단계들:
    - 상기 냉간 압연 강 시트를 상기 어닐링 온도 (T어닐) 로부터 1 ℃/s 내지 70 ℃/s 의 냉각 속도 (Vc2) 로 350 ℃ 내지 550 ℃ 의 유지 온도 (TH) 까지 냉각시키는 단계,
    - 상기 냉간 압연 강 시트를 상기 유지 온도 (TH) 에서 10 초 내지 500 초의 유지 시간 (tH) 동안 유지하는 단계, 이어서
    - 상기 냉간 압연 강 시트를 상기 유지 온도 (TH) 로부터 1 ℃/s 내지 70 ℃/s 의 냉각 속도 (Vc3) 로 실온으로 냉각시켜서, 냉간 압연 및 열처리된 강 시트를 얻는 단계
    를 추가로 포함하는, 강 시트의 제조 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 냉간 압연 및 열처리된 강 시트를 170 ℃ 내지 450 ℃ 의 템퍼링 온도 (TT)에서 10 초 내지 1200 초의 템퍼링 시간 (tT) 동안 템퍼링하는 단계를 추가로 포함하는, 강 시트의 제조 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 냉간 압연 및 열처리된 강 시트를 Zn 또는 Zn 합금, 또는 Al 또는 Al 합금으로 코팅하는 단계를 추가로 포함하는, 강 시트의 제조 방법.
  13. 제 6 항에 있어서,
    - 가열되고 냉간 압연된 강 시트를, 냉각시에 페라이트 및 펄라이트의 형성을 피하기에 충분히 높은 냉각 속도 (Vc4) 로, 상기 어닐링 온도 (T어닐) 로부터 Mf+20℃ 내지 Ms-20℃ 의 켄칭 온도 (QT) 로 켄칭하는 단계,
    - 상기 냉간 압연 강 시트를 상기 켄칭 온도 (QT) 로부터 350 ℃ 내지 500 ℃ 의 파티셔닝 (partitioning) 온도 (TP) 로 재가열하고, 상기 냉간 압연 강 시트를 상기 파티셔닝 온도 (TP) 에서 3초 내지 1000초의 파티셔닝 시간 (tP) 동안 유지하는 단계,
    - 상기 냉간 압연 강 시트를 실온으로 냉각시켜서, 냉간 압연 및 열처리된 강 시트를 얻는 단계
    를 추가로 포함하는, 강 시트의 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 어닐링 온도 (T어닐) 는, 상기 냉간 압연 강 시트가, 어닐링시에, 표면 분율로,
    - 10% 내지 45% 의 페라이트,
    - 시멘타이트 입자들이, 있다면, 50 nm 미만의 평균 크기를 갖는, 최대 0.3% 의 시멘타이트, 및 잔부의 오스테나이트
    로 이루어지는 조직을 갖도록 되어 있는, 강 시트의 제조 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 어닐링 온도 (T어닐) 가 Ae3 보다 높고, 상기 냉간 압연 강 시트는, 어닐링시에, 표면 분율로,
    - 시멘타이트 입자들이, 있다면, 50 nm 미만의 평균 크기를 갖는, 최대 0.3% 의 시멘타이트, 및 잔부의 오스테나이트
    로 이루어지는 조직을 갖는, 강 시트의 제조 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 냉간 압연 강 시트를 상기 파티셔닝 온도 (TP) 에서 유지한 후, 상기 냉간 압연 강 시트는 즉시 실온으로 냉각되는, 강 시트의 제조 방법.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 냉간 압연 강 시트를 상기 파티셔닝 온도 (TP) 에서 유지하는 단계와 상기 냉간 압연 강 시트를 실온으로 냉각시키는 단계 사이에서, 상기 냉간 압연 강 시트는 욕에서 핫-딥 (hot-dip) 코팅되는, 강 시트의 제조 방법.
  18. 냉간 압연 및 열처리된 강 시트로서, 중량% 로,
    0.1% ≤ C ≤ 0.4%
    3.5% ≤ Mn ≤ 8.0%
    0.1% ≤ Si ≤ 1.5%
    Al ≤ 3%
    Mo ≤ 0.5%
    Cr ≤ 1%
    Nb ≤ 0.1%
    Ti ≤ 0.1%
    V ≤ 0.2%
    B ≤ 0.004%
    0.002% ≤ N ≤ 0.013%
    S ≤ 0.003%
    P ≤ 0.015%,
    잔부로 철 및 제련으로 인한 불가피적 불순물을 포함하는 조성을 갖는 강으로 만들어지고,
    냉간 압연된 강 시트는, 표면 분율로,
    - 8 내지 30% 의 잔류 오스테나이트,
    - 페라이트 입자들이, 있다면, 최대 1.5 ㎛ 의 평균 크기를 갖는, 최대 45% 의 이상영역 (intercritical) 페라이트,
    - 시멘타이트 입자들이, 있다면, 50 nm 미만의 평균 크기를 갖는, 최대 1% 의 시멘타이트,
    - 최대 8% 의 프레시 마텐자이트, 및
    - 잔부의 파티셔닝된 마텐자이트
    로 이루어진 조직을 갖는 냉간 압연 및 열처리된 강 시트.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 조직은 표면 분율로 적어도 10% 의 이상영역 페라이트를 포함하는, 냉간 압연 및 열처리된 강 시트.
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 냉간 압연 및 열처리된 강 시트로서, 중량% 로,
    0.1% ≤ C ≤ 0.4%
    3.5% ≤ Mn ≤ 8.0%
    0.1% ≤ Si ≤ 1.5%
    Al ≤ 3%
    Mo ≤ 0.5%
    Cr ≤ 1%
    Nb ≤ 0.1%
    Ti ≤ 0.1%
    V ≤ 0.2%
    B ≤ 0.004%
    0.002% ≤ N ≤ 0.013%
    S ≤ 0.003%
    P ≤ 0.015%,
    잔부로 철 및 제련으로 인한 불가피적 불순물을 포함하는 조성을 갖는 강으로 만들어지고,
    냉간 압연된 강 시트는, 표면 분율로,
    - 적어도 0.4% 의 평균 C 함량 및 적어도 1.3 * Mn% 의 평균 Mn 함량을 갖고, Mn% 는 강 조성에서 평균 Mn 함량을 나타내는, 8% 내지 50% 의 잔류 오스테나이트,
    - 페라이트 입자들이, 있다면, 최대 1.5 ㎛ 의 평균 크기를 갖는, 40% 내지 80% 의 이상영역 페라이트,
    - 마텐자이트는 템퍼링된 마텐자이트 및/또는 프레시 마텐자이트로 이루어지는, 최대 15% 의 마텐자이트 및/또는 베이나이트, 및
    - 시멘타이트 입자들이, 있다면, 50 nm 미만의 평균 크기를 갖는, 최대 0.3% 의 시멘타이트
    로 이루어진 조직을 갖는, 냉간 압연 및 열처리된 강 시트.
  23. 냉간 압연 및 열처리된 강 시트로서, 중량% 로,
    0.1% ≤ C ≤ 0.4%
    3.5% ≤ Mn ≤ 8.0%
    0.1% ≤ Si ≤ 1.5%
    Al ≤ 3%
    Mo ≤ 0.5%
    Cr ≤ 1%
    Nb ≤ 0.1%
    Ti ≤ 0.1%
    V ≤ 0.2%
    B ≤ 0.004%
    0.002% ≤ N ≤ 0.013%
    S ≤ 0.003%
    P ≤ 0.015%,
    잔부로 철 및 제련으로 인한 불가피적 불순물을 포함하는 조성을 갖는 강으로 만들어지고,
    냉간 압연된 강 시트는, 표면 분율로,
    - 적어도 0.4% 의 평균 C 함량을 갖는, 8% 내지 30% 의 잔류 오스테나이트,
    - 마텐자이트는 템퍼링된 마텐자이트 및/또는 프레시 마텐자이트로 이루어지는, 70% 내지 92% 의 마텐자이트 및/또는 베이나이트, 및
    - 시멘타이트 입자들이, 있다면, 50 nm 미만의 평균 크기를 갖는, 최대 1% 의 시멘타이트
    로 이루어진 조직을 갖는, 냉간 압연 및 열처리된 강 시트.
  24. 삭제
  25. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 조직은 표면 분율로
    - 10% 내지 45% 의 이상영역 페라이트,
    - 8% 내지 30% 의 잔류 오스테나이트,
    - 최대 8% 의 프레시 마텐자이트, 및
    - 시멘타이트 입자들이, 있다면, 50 nm 미만의 평균 크기를 갖는, 최대 0.3% 의 시멘타이트, 잔부의 파티셔닝된 마텐자이트
    로 이루어진, 냉간 압연 및 열처리된 강 시트.
  26. 제 18 항에 있어서,
    상기 조직은 표면 분율로
    - 8% 내지 30% 의 잔류 오스테나이트,
    - 최대 8% 의 프레시 마텐자이트, 및
    - 시멘타이트 입자들이, 있다면, 50 nm 미만의 평균 크기를 갖는, 최대 1% 의 시멘타이트, 잔부의 파티셔닝된 마텐자이트
    로 이루어진, 냉간 압연 및 열처리된 강 시트.
  27. 삭제
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