KR102466818B1

KR102466818B1 - 냉간 압연되고 열처리된 강시트 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR102466818B1
Application number: KR1020207013167A
Authority: KR
Inventors: 장-마르끄 피파르; 아르템 아를라자로프
Original assignee: 아르셀러미탈
Priority date: 2017-11-10
Filing date: 2018-11-05
Publication date: 2022-11-14
Also published as: RU2020114990A; BR112020007406A2; CN111315902A; WO2019092482A1; JP2021502486A; CA3080436C; JP2023011852A; KR20200064124A; UA126244C2; US20210207236A1; MA50558A; CN111315902B; RU2020114990A3; EP3707283A1; CA3080436A1; US11572599B2; ZA202002309B; WO2019092576A1; US20230141152A1; MX2020004787A

Abstract

냉간 압연되고 열처리된 강 시트로서, 중량% 로 나타낸 다음의 원소들 :0.10% ≤ 탄소 ≤ 0.5%,1% ≤ 망간 ≤ 3.4%, 0.5% ≤ 규소 ≤ 2.5%, 0.03% ≤ 알루미늄 ≤ 1.5%, 0% ≤ 황 ≤ 0.003% 0.002% ≤ 인 ≤ 0.02%, 0% ≤ 질소 ≤ 0.01% 을 포함하고 다음의 선택적인 원소들 0.05% ≤ 크롬 ≤ 1%, 0.001% ≤ 몰리브덴 ≤ 0.5%, 0.001% ≤ 니오븀 ≤ 0.1%, 0.001% ≤ 티타늄 ≤ 0.1%, 0.01% ≤ 구리 ≤ 2%, 0.01% ≤ 니켈 ≤ 3%, 0.0001% ≤ 칼슘 ≤ 0.005%, 0% ≤ 바나듐 ≤ 0.1%, 0% ≤ 붕소 ≤ 0.003%, 0% ≤ 세륨 ≤ 0.1%, 0% ≤ 마그네슘

0.010%, 0% ≤ 지르코늄

Description

냉간 압연되고 열처리된 강시트 및 그 제조 방법

본 발명은 자동차들을 위한 강 시트들로서 사용하는 데 적절한 냉간 압연되고 열처리된 강 시트들에 관한 것이다.

자동차 부품들은 두개의 부조화된 필연성, 즉 형성의 용이성 및 강도를 충족시키도록 요구되지만, 최근에 연료 소비에서의 개선에 대한 제 3 요구가 또한 글로벌 환경 중요성들의 관점에서 자동차들에 대해 부여된다. 따라서, 현재 자동차 부품들은 복잡한 자동차 어셈블리에 피팅의 용이성의 척도에 맞춰지도록 높은 성형성을 갖는 재료로 만들어져야 하고 동시에 연료 효율을 개선시키도록 차량의 중량을 감소시키는 한편 차량 내충돌성 및 내구성에 대한 강도를 개선시켜야 한다.

따라서, 치열한 연구 및 개발이 재료의 강도를 증가시킴으로써 카에서 사용되는 재료의 양을 감소시키도록 행해지고 있다. 반대로, 강 시트들의 강도에서 증가는 성형성을 감소시키고, 따라서 양쪽 고강도 및 높은 성형성을 갖는 재료들의 개발이 필수적이다.

고강도 및 높은 성형성의 강 시트들의 분야에서 보다 이전의 연구 및 개발들은 고강도 및 높은 성형성의 강 시트들을 제조하기 위한 몇개의 방법들을 찾아냈고, 그 일부가 본 발명의 최종족인 이해를 위해 본원에서 열거된다.

EP3128023 은 우수한 연신율, 구멍 확장성, 및 딜레이된 파단 저항성 및 높은 항복 비를 갖는 고강도 냉간 압연된 강 시트, 및 강 시트를 제조하기 위한 방법을 언급한다. 높은-항복-비의, 고강도 냉간 압연된 강 시트는 질량% 의 관점에서, C: 0.13% 내지 0.25%, Si: 1.2% 내지 2.2%, Mn: 2.0% 내지 3.2%, P: 0.08% 이하, S: 0.005% 이하, Al: 0.01% 내지 0.08%, N: 0.008% 이하, Ti: 0.055% 내지 0.130% 를 포함하고, 잔부가 Fe 및 불가피 불순물들인 조성을 갖는다. 강 시트는 부피 분율의 관점에서 2 ㎛ 이하의 평균 결정 그레인 직경을 갖는 2% 내지 15% 의 페라이트, 부피 분율의 관점에서 0.3 내지 2.0 ㎛ 의 평균 결정 그레인 직경을 갖는 5 내지 20% 의 잔류된 오스테나이트, 부피 분율의 관점에서 2 ㎛ 이하의 평균 그레인 직경을 갖는 10% 이하 (0% 를 포함하는) 의 마르텐사이트를 포함하고, 잔부가 베이나이트 및 템퍼링된 마르텐사이트, 및 5 ㎛ 이하의 평균 결정 그레인 직경을 갖는 베이나이트 및 템퍼링된 마르텐사이트인 마이크로조직을 갖는다.

EP3009527 는 우수한 연신율, 우수한 신장 플랜지성 (stretch flangeability), 및 높은 항복 비를 갖는 고강도 냉간 압연된 강 시트 및 동일한 것을 제조하기 위한 방법을 제공한다. 고강도 냉간 압연된 강 시트는 조성 및 마이크로조직을 갖는다. 조성은 질량 기초에서 0.15% 내지 0.27% C, 0.8% 내지 2.4% Si, 2.3% 내지 3.5% Mn, 0.08% 이하 P, 0.005% 이하 S, 0.01% 내지 0.08% Al, 및 0.010% 이하 N 를 포함하고, 잔부는 Fe 및 불가피 불순물들이다. 마이크로조직은 5 ㎛ 이하의 평균 그레인 사이즈 및 3% 내지 20% 의 부피 분율을 갖는 페라이트, 5% 내지 20% 의 부피 분율을 갖는 잔류된 오스테나이트, 및 5% 내지 20% 의 부피 분율을 갖는 마르텐사이트를 포함하고, 잔부는 베이나이트 및/또는 템퍼링된 마르텐사이트이다. 2 ㎛ 이하의 그레인 사이즈를 갖는 잔류된 오스테나이트, 2 ㎛ 이하의 그레인 사이즈를 갖는 마르텐사이트, 또는 그 혼합된 상의 총 수는 강 시트의 압연 방향에 평행한 두께 횡단면의 2,000 ㎛² 당 150 이상이다.

EP3144406 의 특허는 중량% 로, 탄소 (C) : 0.1% 내지 0.3%, 규소 (Si) : 0.1% 내지 2.0%, 알루미늄 (Al): 0.005% 내지 1.5%, 망간 (Mn): 1.5% 내지 3.0%, 인 (P) : 0.04% 이하 (0% 를 배제함), 황 (S) : 0.015% 이하 (0% 를 배제함), 질소 (N): 0.02% 이하 (0% 를 배제함), 및 철 (Fe) 및 불가피 불순물들의 잔부를 포함하는 우수한 연성을 갖는 고강도 냉간 압연된 강 시트를 청구하고, Si 및 Al (Si+Al) (중량 %) 의 합은 1.0% 이상을 만족하고, 마이크로조직은, 면적 분율로, 0.4 이상의 단축 대 장축 비를 갖는 5% 이하의 다각형의 페라이트, 0.4 이하의 단축 대 장축 비를 갖는 70% 이하 (0% 를 배제함) 의 침상의 페라이트, 25% 이하 (0% 를 배제함) 의 침상의 잔류된 오스테나이트, 및 마르텐사이트의 잔부를 포함한다. 추가로 EP3144406 는 780MPa 이상의 인장 강도를 갖는 고강도의 강이지만 600MPa 이상의 항복 강도에 이를 수 없고 따라서 성형성, 특히 자동차의 안티 침투 부품들 및 스킨에 대한 성형성이 결핍된다고 예상된다.

본 발명의 목적은,

900 Mpa 이상의 및 바람직하게 980 Mpa 초과의 극한 인장 강도,

14% 이상의 및 바람직하게 18% 초과의 총 연신율,

550 MPa 이상의 항복 강도를 동시에 갖는 냉간 압연된 강 시트들을 사용함으로써 이들 문제점을 해결하는 것이다.

바람직한 실시형태에서, 본 발명에 따른 강 시트들은 또한 0.5 이상의 항복 강도 대 인장 강도 비를 제공할 수 있다.

바람직하게, 그러한 강은 또한 형성을 위해, 특히 양호한 용접성 및 코팅성으로 압연을 위해 양호한 적합성을 가질 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 또한 제조 파라미터들 시프트들에 대해 강건하면서 종래의 산업적 적용예들과 양립할 수 있는 이들 시트들의 제조를 위한 방법을 사용하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명에 따른 강판의 가요성 압연 (flexible rolling) 에 의해 얻어진 부품을 제공하는 것이다.

본 발명의 냉간 압연되고 열처리된 강 시트는 선택적으로 그 내부식성을 개선하도록 아연 또는 아연 합금들, 또는 알루미늄 또는 알루미늄 합금들로 코팅될 수 있다.

탄소는 0.10% 내지 0.5% 로 강에 존재한다. 탄소는 마르텐사이트와 같은 낮은-온도 변태 상들을 생성함으로써 강 시트의 강도를 증가시키기 위한 필수적인 원소이고, 추가로 탄소는 또한 오스테나이트 안정화에 중추적인 역할을 하고 따라서 잔류 오스테나이트를 확보하기 위해 필수적인 원소이다. 따라서, 탄소는 두개의 중추적인 역할, 즉 하나는 강도를 증가시키고 또 다른 하나는 연성을 부여하도록 오스테나이트를 잔류시키는 역할을 한다. 그러나 0.10% 보다 작은 탄소 함량은 본 발명의 강의 의해 요구되는 충분한 양으로 오스테나이트를 안정화시킬 수 없다. 다른 한편으로, 0.5% 를 초과하는 탄소 함량에서는, 강은 불량한 스폿 용접성을 나타내어서 자동차 부품들을 위한 그 적용예에서 제한된다.

본 발명의 강의 망간 함량은 1% 내지 3.4% 이다. 이러한 원소는 감마 생성 원소 (gammagenous) 이다. 망간을 첨가하는 목적은 본질적으로 오스테나이트를 포함하는 조직을 얻는 것이고 강에 강도를 부여하는 것이다. 망간의 적어도 1 중량% 의 양은 강 시트의 강도 및 경화능을 제공할 뿐만 아니라 오스테나이트를 안정화시킨다고 알려져있다. 따라서, 보다 높은 퍼센티지의 망간은 최대 3.4% 와 같이 본 발명에 주어지는 것이 바람직하다. 그러나 망간 함량이 3.4% 보다 많을 때에 베이나이트 변태를 위해 등온 유지 중에 베이나이트로의 오스테나이트의 변태를 지연하는 것과 같은 역 효과들을 생성한다. 뿐만 아니라 3.4% 초과의 망간 함량은 또한 연성을 감소시키고 또한 현재의 강의 용접성을 열화시키고 따라서 연성 목표들은 달성될 수 없다. 망간에 대해 바람직한 범위는 1.2% 내지 2.3% 이고 보다 바람직한 범위는 1.2% 내지 2.2% 이다.

본 발명의 강의 규소 함량은 0.5% 내지 2.5% 이다. 규소는 과시효 중에 카바이드들의 석출을 지연시킬 수 있는 성분이고, 따라서 규소의 존재로 인해, 탄소 풍부 오스테나이트는 실온에서 안정화된다. 추가로, 카바이드에서 규소의 불량한 용해성으로 인해 그것은 카바이드들의 형성을 효율적으로 억제하거나 지연하고, 따라서 또한 그 본질적인 특징들을 강에 부여하도록 본 발명에 따라 추구되는 베이나이트 조직에서 낮은 밀도 카바이드들의 형성을 촉진한다. 그러나, 규소의 불균형된 함량은 언급된 효과를 발생시키지 않고 템퍼 취성과 같은 문제점을 발생시킨다. 따라서, 농도는 2.5% 의 상한 내에서 제어된다.

알루미늄의 함량은 0.03 내지 1.5% 이다. 본 발명에서 알루미늄은 산소가 기체 상을 형성하는 것을 방지하도록 용융된 강에서 존재하는 산소를 제거한다. 알루미늄은 또한 그레인들의 사이즈를 감소시키기 위해 질화알루미늄을 형성하도록 강에서 질소를 픽싱한다. 1.5% 초과의 보다 높은 함량의 알루미늄은 Ac₃ 지점을 높은 온도로 증가시킴으로써 생산성을 보나 낮게 만든다. 1.0 내지 1.5% 의 알루미늄 함량은 높은 망간 함량이 온도와 함께 오스테나이트 형성 전개 및 Ac₃ 와 같은 변태점들에서 망간의 효과를 균형잡도록 첨가될 때 본 발명에서 사용된다.

본 발명의 강의 크롬 함량은 0.05% 내지 1% 이다. 크롬은 강에 강도 및 경화성을 제공하는 본질적인 원소이지만 1% 초과로 사용될 때 그것은 강의 표면 마무리를 손상한다. 추가로 1% 아래의 크롬 함량들은 베이나이트 조직들에서 카바이드의 분산 패턴을 조질화하고, 따라서, 카바이드들의 밀도를 베이나이트에서 낮게 유지한다.

본 발명의 강의 인 성분은 0.002% 내지 0.02% 이다. 인은 특히 그레인 바운더리들에서 편석화되거나 또는 망간과 동시편석화되는 그 경향으로 인해 스폿 용접성 및 고온 연성을 감소시킨다. 이들 이유로, 그 함량은 0.02% 로 그리고 바람직하게 0.013% 보다 낮도록 제한된다.

황은 본질적인 원소는 아니지만 강에서 불순물로서 포함될 수 있고 본 발명의 관점으로부터 황 함량은 바람직하게 가능한 한 낮지만, 제조 비용의 관점으로부터 0.003% 이하이다. 추가로 보다 많은 황이 강에 존재한다면 그것은 특히 망간과 황화물을 형성하도록 조합되고 본 발명의 강에 그 유리한 영향을 감소시킨다.

니오븀은 0.001 내지 0.1% 로 강에 존재하고 석출 경화에 의해 본 발명의 강의 강도를 부여하도록 탄소질소 화합물들을 형성하기 위해 본 발명의 강에 첨가된다. 니오븀은 또한 가열 프로세스 중에 재결정화를 지연시킴으로써 그리고 탄소질소 화합물들로서 그 석출을 통해 마이크로조직 성분들의 사이즈에 영향을 준다. 따라서 미세한 마이크로조직은 유지 온도의 마지막에 그리고 그결과로서 어닐링의 완료 후에 형성되고 이는 강의 경화를 발생시킬 것이다. 그러나, 0.1% 초과의 니오븀 함량은 그 영향의 포화 효과가 관찰되므로 경제적으로 좋지 않고 이는 니오븀의 첨가 양이 제품의 임의의 강도 개선을 발생시키지 않는다는 것을 의미한다.

티타늄은 본 발명의 강에 0.001% 내지 0.1% 로 첨가된다. 니오븀으로서, 그것은 탄소질소 화합물들 형성에 관련되고 따라서 본 발명의 강의 경화에서 역할을 한다. 뿐만 아니라 티타늄은 또한 캐스트 제품의 고화 중에 나타나는 티타늄-질화물들을 형성한다. 티타늄의 양은 따라서 성형성에 대해 해로운 조질의 티타늄-질화물들을 형성을 회피하도록 0.1% 로 제한된다. 티타늄 함량이 0.001% 미만일 경우에 그것은 본 발명의 강에 임의의 효과를 부여하지 않는다.

본 발명의 강의 칼슘 함량은 0.0001% 내지 0.005% 이다. 칼슘은 특히 함유 (inclusion) 처리 중에 선택적인 원소로서 본 발명의 강에 첨가된다. 칼슘은 구형 형태로 해로운 황 함량을 억류함으로써 강의 정제에 대해 기여함으로써, 황에 대해 해로운 효과를 지연시킨다.

구리는 강의 강도를 증가시키고 그 내부식성을 개선시키도록 0.01% 내지 2% 의 양으로 선택적인 원소로서 첨가될 수 있다. 최소 0.001% 의 구리는 그러한 효과를 생성하도록 요구된다. 그러나, 그 함량이 2% 를 초과할 때에, 그것은 표면 애스펙트들 (aspects) 을 떨어뜨릴 수 있다.

니켈은 강의 강도를 증가시키고 그 인성을 개선시키도록 0.01 내지 3% 의 양으로 선택적인 원소로서 첨가될 수 있다. 최소 0.01% 는 그러한 효과를 생성하도록 요구된다. 그러나, 그 함량이 3% 를 초과할 때에, 니켈은 연성 열화를 발생시킨다.

몰리브덴은 본 발명의 강의 0.001% 내지 0.5% 를 구성하는 선택적인 원소이고; 몰리브덴은 경화능 및 경도를 결정하는 데 효과적인 역할을 하고, 베이나이트의 출현을 지연시키고 베이나이트에서 카바이드들의 석출을 회피시킨다. 그러나, 몰리브덴의 과도한 첨가는 합금 원소들의 첨가 비용을 증가시켜서, 경제적인 이유로 그 함량은 0.5% 로 제한된다.

질소는 강의 기계적 특성들에 대해 해로운 고화 중에 질화알루미늄들의 석출을 최소화하고 재료의 에이징을 회피시키도록 0.01% 로 제한된다.

바나듐은 카바이드들 또는 탄소질소 화합물들을 형성함으로써 강의 강도를 향상시키는 데 효율적이고 상한은 경제적인 이유로 인해 0.1% 이다. 세륨, 붕소, 마그네슘 또는 지르코늄과 같은 다른 원소들은 다음의 중량 비율들로 개별적으로 또는 조합되어 첨가될 수 있다: 세륨

0.1%, 붕소

0.003%, 마그네슘

0.010% 및 지르코늄

0.010%. 나타낸 최대 함량 레벨들까지, 이들 원소들은 고화 중에 그레인의 정제를 가능하게 한다. 강의 조성의 잔부는 프로세싱으로부터 기인하는 불가피 불순물들 및 철로 이루어진다.

강 시트의 마이크로조직은 다음을 포함한다:

어닐링된 마르텐사이트는 면적 분율로 5% 내지 50% 의 본 발명의 강에 존재한다. 제 1 어닐링 사이클 후에 마이크로조직의 관점에서 본 발명의 강의 주 성분들은 최종적인 템퍼링 및 유지 온도로부터 연속적인 냉각 중에 얻어진 켄칭된 마르텐사이트 또는 템퍼링된 마르텐사이트이다. 이러한 켄칭된 마르텐사이트 또는 템퍼링된 마르텐사이트는 그후 제 2 어닐링 중에 어닐링된다. 제 2 어닐링의 소킹 온도에 따라, 어닐링된 마르텐사이트의 면적 분율은 완전히 오스테나이트 도메인에 가까운 어닐링의 경우에 적어도 5% 이거나 또는 임계간 유지의 경우에 50% 로 제한될 것이다.

켄칭된 마르텐사이트는 면적 분율로 1% 내지 20% 의 마이크로조직을 구성한다. 켄칭된 마르텐사이트는 본 발명의 강에 강도를 부여한다. 켄칭된 마르텐사이트는 제 2 어닐링의 최종 냉각 중에 형성된다. 최소로 요구되지 않지만 켄칭된 마르텐사이트가 20% 를 초과할 때에 그것은 과도한 강도를 부여하지만 허용가능한 제한을 넘어 다른 기계적 특성을 열화시킨다.

템퍼링된 마르텐사이트는 면적 분율로 0 내지 30% 의 마이크로조직을 구성한다. 마르텐사이트는 Tc_min 내지 Tc_max 로 냉각될 때 그리고 과시효 유지 중에 템퍼링될 때에 형성될 수 있다. 템퍼링된 마르텐사이트는 본 발명의 강에 강도 및 연성을 부여한다. 템퍼링된 마르텐사이트가 30% 를 초과할 때에 그것은 과도한 강도를 부여하지만 허용가능한 제한을 넘어 연신율을 감소시킨다. 추가로 템퍼링된 마르텐사이트는 잔류 오스테나이트와 같은 연화 상들 및 켄칭된 마르텐사이트와 같은 경질 상들의 경도에서 갭을 감소시킨다.

베이나이트는 본 발명의 강에 대해 면적 분율로 10% 내지 40% 의 마이크로조직을 구성한다. 본 발명에서, 베이나이트는 점증적으로 라스 베이나이트 (lath bainite) 및 과립형 베이나이트로 이루어지고, 여기서 과립형 베이나이트는 매우 낮은 밀도의 카바이드들을 갖고, 낮은 밀도의 카바이드들은 본원에서 카바이드의 존재가 본 발명의 강에 연신율 뿐만 아니라 고강도를 부여하는 높은 전위 밀도를 갖고 100㎛² 의 단위 면적 당 100 카바이드들 이하로 카운팅된다는 것을 의미한다. 라스 베이나이트는 라스들 사이에서 형성된 카바이드들 또는 오스테나이트를 갖는 얇은 페라이트 라스들의 형태이다. 본 발명의 강의 라스 베이나이트는 충분한 성형성을 강에 제공한다. 14% 및 바람직하게 15% 이상의 연신율을 보장하도록 10% 의 베이나이트를 갖는 것이 필수적이다.

잔류 오스테나이트는 강의 면적 분율로 10% 내지 30% 를 구성한다. 잔류 오스테나이트는 베이나이트보다 탄소의 더 높은 용해성을 갖는다고 공지되어 있고, 따라서 효율적인 탄소 트랩으로서 작용하고, 따라서 베이나이트에서 카바이드들의 형성을 지연시킨다. 본 발명의 잔류 오스테나이트 내측에서 탄소 퍼센티지는 바람직하게 0.9% 보다 높고 바람직하게 1.1% 보다 낮다. 본 발명에 따른 강의 잔류 오스테나이트는 향상된 연성을 부여한다.

상기 언급된 마이크로조직 뿐만 아니라, 냉간 압연되고 열처리된 강 시트의 마이크로조직에는 강 시트들의 기계적 특성을 손상하지 않고 펄라이트, 페라이트 및 시멘타이트와 같은 마이크로조직 성분들이 없다.

본 발명에 따른 강 시트는 임의의 적절한 방법에 의해 제조될 수 있다. 바람직한 방법은 본 발명에 따른 화학적 조성을 갖는 강의 반-마무리된 캐스팅을 제공하는 것으로 이루어진다. 캐스팅은 잉곳으로 행해지거나 또는, 얇은 슬래브들 또는 얇은 스트립들의 형태로, 즉 얇은 스트립에 대해 최대 몇십 밀리미터까지 슬래브들에 대해 거의 220mm의 범위의 두께로 행해진다.

예를 들면, 상기 설명된 화학적 조성을 갖는 슬래브가 연속적인 캐스팅에 의해 제조되고 슬래브는 선택적으로 국소적 탄소 대 공칭 탄소의 비가 1.10 미만으로 유지되도록 보장하고 중앙 편석을 회피하도록 연속적인 캐스팅 프로세스 중 직접 연화 감소를 거친다. 연속적인 캐스팅 프로세스에 의해 제공된 슬래브는 연속적인 캐스팅 후에 높은 온도에서 직접 사용될 수 있거나 또는 처음에 실온으로 냉각될 수 있고 그후 열간 압연을 위해 재가열될 수 있다.

열간 압연을 거친 슬래브의 온도는 바람직하게 적어도 1200℃ 이고 1280℃ 미만이어야 한다. 슬래브의 온도가 1200℃ 보다 낮은 경우에, 과도한 로드가 압연 밀에 부과되고, 추가로 강의 온도는 마무리 압연 중에 페라이트 변태 온도에서 감소될 수 있고, 이로써 강은 변태된 페라이트가 조직에 포함된 상태로 압연될 것이다. 따라서, 슬래브의 온도는 바람직하게 충분히 높고 따라서 열간 압연은 Ac3 내지 Ac3+100℃ 의 온도 범위에서 완료될 수 있고 최종 압연 온도는 Ac3 초과에서 유지된다. 1280℃ 초과의 온도들에서 재가열은 산업적으로 비쌀 수 있기 때문에 회피되어야 한다.

Ac3 내지 Ac3+100℃ 의 최종 압연 온도 범위는 재결정화 및 압연에 유리한 조직을 갖는 것이 바람직하다. Ac3 보다 높은 온도에서 수행되도록 최종 압연 패스를 갖는 것이 필수적인데, 왜냐하면 이러한 온도 미만에서 강 시트는 압연성에서 현저한 강하를 나타내기 때문이다. 이러한 방식으로 얻어진 시트는 그후 600℃ 미만이어야 하는 코일링 온도에서 30℃/s 초과의 냉각 속도로 냉각된다. 바람직하게, 냉각 속도는 200℃/s 이하일 것이다.

열간 압연된 강 시트는 그후 타원형을 회피하도록 600℃ 미만 및 바람직하게 스케일 형성을 회피하도록 570℃ 미만의 코일링 온도에서 코일링된다. 그러한 코일링 온도에 대해 바람직한 범위는 350℃ 내지 570℃ 이다. 코일링된 열간 압연된 강 시트는 선택적인 핫 밴드 (hot band) 어닐링을 거치기 전에 실온까지 냉각될 수 있거나 또는 선택적인 핫 밴드 어닐링으로 직접 보내질 수 있다.

열간 압연된 강 시트는 선택적인 핫 밴드 어닐링 전에 열간 압연 중에 형성된 스케일을 제거하도록 선택적인 스케일 제거 단계를 거칠 수 있다. 열간 압연된 시트는 그후 적어도 12 시간 동안 및 96 시간보다 길지 않게 400℃ 내지 750℃ 의 온도들에서 선택적인 핫 밴드 어닐링을 거칠 수 있고, 온도는 부분적으로 열간 압연된 마이크로조직의 변태를 회피하고, 따라서, 마이크로조직 균질성의 손실을 회피하도록 750℃ 미만으로 유지된다. 이후로, 이러한 열간 압연된 강 시트의 선택적인 스케일 제거 단계는, 예를 들면 그러한 시트의 피클링을 통해 수행될 수 있다. 이러한 열간 압연된 강 시트는 35 내지 90% 의 두께 감소를 갖는 냉간 압연된 강 시트를 얻도록 냉간 압연을 거친다. 냉간 압연 프로세스로부터 얻어진 냉간 압연된 강 시트는 그후 마이크로조직 및 기계적 특성들을 본 발명의 강에 부여하도록 두개의 단계들의 어닐링을 거친다.

제 1 어닐링에서, 냉간 압연된 강 시트는 Ac3 내지 Ac3+ 100℃ 의 소킹 온도까지 3℃/s 보다 큰 가열 속도로 가열되고 현재의 강에 대해 Ac3 는 다음의 식을 사용하여 연산된다:

Ac3 = 901 - 262*C - 29*Mn + 31*Si - 12*Cr - 155*Nb + 86*Al

여기서, 원소들 함량들은 중량 퍼센트로 표현된다.

강 시트는 강하게 작업-경화된 초기 조직의 오스테나이트에 대해 완전한 재결정화 및 완전 변태를 보장하도록 10 내지 500 초 동안에 소킹 온도에서 유지된다. 시트는 그후 500℃ 미만의 그리고 바람직하게 400℃ 미만의 온도에 도달할 때까지 20℃/s 보다 높은 냉각 속도로 냉각된다. 또한, 적어도 30℃/s 의 냉각 속도는 바람직하게 이러한 제 1 어닐링 후에 단일 상 마르텐사이트 조직의 생성을 확고하게 보장한다.

그후, 냉간 압연된 강 시트는 120℃ 내지 250℃ 로 선택적으로 템퍼링될 수 있다.

냉간 압연되고 어닐링된 강 시트의 제 2 어닐링은 그후 T_소킹내지 Ac3 의 소킹 온도까지 3℃/s 보다 높은 가열 속도로 그것을 가열함으로써 수행되고, 여기서

T_소킹 = 830 -260*C -25*Mn + 22*Si + 40*Al 이고,

여기서 원소들 함량들은 중량 퍼센트로 표현된다.

충분한 재-결정화 및 변태를 보장하도록 10 내지 500 초 동안 마이크로조직에서 최소 50% 오스테나이트가 얻어진다. 시트는 그후 Tc_max 내지 Tc_min의 범위의 온도까지 20℃/s 보다 높은 냉각 속도로 냉각된다. 이들 Tc_max 및 Tc_min은 다음과 같이 규정된다.

Tc_max= 565 - 601 * (1 - Exp(-0.868*C)) - 34*Mn - 13*Si - 10*Cr + 13*Al - 361*Nb

Tc_min= 565 - 601 * (1 - Exp(-1.736*C)) - 34*Mn - 13*Si - 10*Cr + 13*Al - 361*Nb

여기서, 원소들 함량들은 중량 퍼센트로 표현된다. 이후로, 냉간 압연되고 어닐링된 강 시트는 350 내지 550℃ 의 온도 범위로 되고 그곳에서 목표된 기계적 특성들을 본 발명의 강에 부여하도록 마르텐사이트를 템퍼링할 뿐만 아니라 충분한 양의 베이나이트의 형성을 보장하도록 5 내지 500 초 동안 유지된다. 그뒤에 냉간 압연되고 어닐링된 강 시트는 냉간 압연되고 열처리된 강 시트를 얻도록 적어도 1℃/s 의 냉각 속도로 실온까지 냉각된다.

냉간 압연되고 열처리된 강 시트는 그후 전기-아연도금, JVD, PVD, 핫 딥(GI/GA) 등과 같은 임의의 공지된 산업적 프로세스들에 의해 선택적으로 코팅될 수 있다. 전기-아연도금은 단지 본 발명의 적절한 이해를 위해 예시된다. 전기-아연도금은 청구된 냉간 압연되고 열처리된 강 시트의 임의의 기계적 특성들 또는 마이크로조직을 변경시키거나 변화시키지 않는다. 전기-아연도금은 예를 들면 전기도금에 의해 임의의 종래의 산업적 프로세스에 의해 행해질 수 있다.

예들

본원에 제공된 다음의 테스트들, 예들, 도해적 예시화 및 표들은 물론 비제한적이고 단지 예시의 목적을 위해 고려되어야 하며, 본 발명의 유리한 특징들을 나타낸다.

상이한 조성들을 갖는 강들로 제조된 강 시트들은 표 1 에 수집되고, 그곳에서 강 시트들은 각각 표 2 에 규정된 바와 같은 프로세스 파라미터들에 따라 제조된다. 이후로 표 3 은 시도들 중에 얻어진 강 시트들의 마이크로조직들을 수집하고 표 4 는 얻어진 특성들의 평가들의 결과들을 수집한다.

표 1

표 2

표 2 는 표 1 의 강들에서 실시된 어닐링 프로세스 파라미터들을 수집한다. 강 조성들 (I1 내지 I5) 은 본 발명에 따른 시트들의 제조에 대해 사용된다. 이러한 표는 또한 R1 내지 R5 의 표에 나타낸 기준 강을 구체화한다. 표 2 는 또한 Tc_min 및 Tc_max 의 목록을 도시한다. 이들 Tc_max 및 Tc_min는 다음과 같이 본 발명의 강들 및 기준 강들을 규정한다:

추가로, 본 발명의 강들에서 뿐만 아니라 기준 강들에서 어닐링 처리를 수행하기 전에, 강들은 1000℃ 내지 1280℃ 의 온도까지 가열되었고 그후 850℃ 초과의 마무리 온도에 의해 열간 압연을 거쳤고 이후에 600℃ 미만의 온도에서 코일링되었다. 열간 압연된 코일들은 그후 청구된 바와 같이 프로세싱되었고 이후에 30 내지 95% 의 두께 감소로 냉간 압연되었다. 이들 냉간 압연된 강 시트들은 열 처리들을 거쳤고 제 2 어닐링 동안 가열 속도는 표 2 에 열거된 모든 강들에 대해 6℃/s 이고 제 2 어닐링의 소킹 후에 냉각 속도는 표 2 에 나타낸 모든 강들에 대해 70℃/s 이다.

표 2

I = 본 발명에 따름; R = 기준; 밑줄친 값들: 본 발명에 따른 것이 아님.

표 3

표 3 은 양쪽 본 발명에 따른 그리고 기준 강들의 마이크로조직들을 결정하기 위해 주사 전자 현미경과 같은 상이한 현미경에서 표준에 따라 행해진 테스트들의 결과를 예시한다.

결과들은 여기에서 규정된다.

표 4

표 4 는 양쪽 본 발명의 강 및 기준 강의 기계적 특성들을 예시한다. 인장 강도, 항복 강도 및 총 연신율을 결정하도록, 인장 테스트들은 JIS Z2241 표준들에 따라 행해진다.

표준들에 따라 행해진 다양한 기계적 테스트들의 결과가 수집된다.

표 4

Claims

냉간 압연되고 열처리된 강 시트로서,
상기 강 시트는 중량% 로 표현된 다음의 원소들,
0.10% ≤ 탄소 ≤ 0.5%
1% ≤ 망간 ≤ 3.4%
0.5% ≤ 규소 ≤ 2.5%
0.03% ≤ 알루미늄 ≤ 1.5%
0% ≤ 황 ≤ 0.003%
0.002% ≤ 인 ≤ 0.02%
0% ≤ 질소 ≤ 0.01%
를 포함하고,
다음의 선택적인 원소들,
0.05% ≤ 크롬 ≤ 1%
0.001% ≤ 몰리브덴 ≤ 0.5%
0.001% ≤ 니오븀 ≤ 0.1%
0.001% ≤ 티타늄 ≤ 0.1%
0.01% ≤ 구리 ≤ 2%
0.01% ≤ 니켈 ≤ 3%
0.0001% ≤ 칼슘 ≤ 0.005%
0% ≤ 바나듐 ≤ 0.1%
0% ≤ 붕소 ≤ 0.003%
0% ≤ 세륨 ≤ 0.1%
0% ≤ 마그네슘
0.010%
0% ≤ 지르코늄
0.010%
중 하나 이상을 포함할 수 있는 조성을 갖고,
잔부 조성은 철 및 프로세싱에 의해 발생된 불가피 불순물들로 구성되고, 상기 강 시트의 마이크로조직은 면적 분율로, 10 내지 30% 의 잔류 오스테나이트, 10 내지 40% 의 베이나이트, 5% 내지 50% 의 어닐링된 마르텐사이트, 1% 내지 20% 의 켄칭된 마르텐사이트 및 30% 미만의 템퍼링된 마르텐사이트를 포함하고, 베이나이트 및 잔류 오스테나이트의 축적된 양들은 25% 이상인, 냉간 압연되고 열처리된 강 시트.
제 1 항에 있어서,
상기 조성은 1% 내지 2% 의 규소를 포함하는, 냉간 압연되고 열처리된 강 시트.
제 1 항에 있어서,
상기 조성은 0.03% 내지 1.0% 의 알루미늄을 포함하는, 냉간 압연되고 열처리된 강 시트.
제 3 항에 있어서,
상기 조성은 0.03% 내지 0.6% 의 알루미늄을 포함하는, 냉간 압연되고 열처리된 강 시트.
제 1 항에 있어서,
상기 조성은 1.2% 내지 2.3% 의 망간을 포함하는, 냉간 압연되고 열처리된 강 시트.
제 1 항에 있어서,
상기 조성은 0.03% 내지 0.5% 의 크롬을 포함하는, 냉간 압연되고 열처리된 강 시트.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
템퍼링된 마르텐사이트, 켄칭된 마르텐사이트 및 어닐링된 마르텐사이트의 축적된 양은 20% 이상이고, 어닐링된 마르텐사이트의 퍼센티지는 10% 보다 높은, 냉간 압연되고 열처리된 강 시트.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
잔류 오스테나이트의 탄소 함량은 0.9 내지 1.1% 인, 냉간 압연되고 열처리된 강 시트.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 강 시트는 950 MPa 이상의 극한 인장 강도, 및 15% 이상의 총 연신율을 갖는, 냉간 압연되고 열처리된 강 시트.
제 9 항에 있어서,
상기 강 시트는 1000 MPa 이상의 극한 인장 강도 및 0.5 이상의 항복 강도 대 극한 인장 강도 비를 갖는, 냉간 압연되고 열처리된 강 시트.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서
페라이트는 포함되지 않는, 냉간 압연되고 열처리된 강 시트.
냉간 압연되고 열처리된 강 시트의 제조 방법으로서,
다음의 연속적인 단계들,
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 강 조성을 제공하는 단계;
반-마무리된 제품을 1200℃ 내지 1280℃ 의 온도까지 재가열하는 단계;
오스테나이트 범위에서 상기 반-마무리된 제품을 압연하는 단계로서, 열간 압연 마무리 온도는 열간 압연된 강 시트를 얻도록 Ac3 위에 존재해야 하는, 상기 압연하는 단계;
600℃ 미만인 코일링 온도까지 30℃/s 초과의 냉각 속도로 상기 시트를 냉각하는 단계; 및 열간 압연된 상기 시트를 코일링하는 단계;
실온까지 상기 열간 압연된 시트를 냉각하는 단계;
선택적으로 상기 열간 압연된 강 시트에서 스케일 제거 프로세스를 수행하는 단계;
선택적으로 어닐닝이 400℃ 내지 750℃ 의 온도로 열간 압연된 강 시트에서 수행되는 단계;
선택적으로 상기 열간 압연된 강 시트에서 스케일 제거 프로세스를 수행하는 단계;
냉간 압연된 강 시트를 얻도록 35 내지 90% 의 압하율로 상기 열간 압연된 강 시트를 냉간 압연하는 단계;
그후 Ac3 내지 Ac3+100℃ 의 소킹 온도까지 3℃/s 보다 큰 속도로 상기 냉간 압연된 강 시트를 가열함으로써 제 1 어닐링을 수행하는 단계로서, 상기 제 1 어닐링을 수행하는 단계는 10 내지 500 초 동안 유지되는, 상기 제 1 어닐링을 수행하는 단계;
그후 500℃ 미만의 온도까지 20℃/s 보다 큰 속도로 상기 시트를 냉각하는 단계;
선택적으로 120 ℃ 내지 250℃ 에서 어닐링된 상기 강 시트의 템퍼링을 수행하는 단계;
그후 T_소킹 내지 Ac3 의 소킹 온도까지 3℃/s 보다 큰 속도로 어닐링된 상기 냉간 압연된 강 시트를 가열함으로써 제 2 어닐링을 수행하는 단계로서, 상기 제 2 어닐링을 수행하는 단계는 10 내지 500 초 동안 유지되는, 상기 제 2 어닐링을 수행하는 단계;
그후 Tc_max 내지 Tc_min 의 온도 범위까지 20℃/s 보다 큰 속도로 상기 시트를 냉각시키는 단계로서: 여기서,
· Tc_max = 565 - 601 * (1 - Exp(-0.868*C)) - 34*Mn - 13*Si - 10*Cr + 13*Al - 361*Nb
· Tc_min = 565 - 601 * (1 - Exp(-1.736*C)) - 34*Mn - 13*Si - 10*Cr + 13*Al - 361*Nb 이고,
여기서 C, Mn, Si, Cr, Al 및 Nb 는 상기 강에서 원소들의 중량% 로 존재하는, 상기 냉각시키는 단계,
그후 상기 어닐링된 냉간 압연된 강 시트가 5 내지 500 초 동안 350℃ 내지 550℃ 의 온도 범위로 되고, 상기 어닐링된 냉간 압연된 강 시트는 냉간 압연되고 열처리된 강 시트를 얻도록 적어도 1℃/s 의 냉각 속도로 실온까지 하강 냉각되는 단계를 포함하는, 냉간 압연되고 열처리된 강 시트의 제조 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 코일링 온도는 570℃ 미만인, 냉간 압연되고 열처리된 강 시트의 제조 방법.
제 12 항에 있어서,
마무리 압연 온도는 Ac3 내지 Ac3+100℃ 인, 냉간 압연되고 열처리된 강 시트의 제조 방법.
제 12 항에 있어서,
제 1 어닐링 후에 상기 냉각 속도는 500℃ 미만의 온도까지 30℃/s 보다 높은, 냉간 압연되고 열처리된 강 시트의 제조 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 어닐링된 냉간 압연된 강 시트는 T_소킹 과 Ac3 사이에서 연속적으로 어닐링되고, 어닐링의 온도는 10 초 내지 500 초 동안 50:50 내지 90:10 의 오스테나이트 대 어닐링된 마르텐사이트 비를 갖게 되는, 냉간 압연되고 열처리된 강 시트의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 강 시트는 차량의 구조적 또는 안전 부품들의 제작을 위하여 사용되는, 냉간 압연되고 열처리된 강 시트.
제 17 항에 따른 강 시트의 가요성 압연에 의해 얻어진 부품.
제 18 항에 따라 얻어진 부품을 포함하는 차량.