KR102648441B1 - 우수한 신장-플랜지 성형성을 가진 열간-압연 고강도 롤-성형 가능한 강 시트 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차 샤시 부품 등에 적합한 우수한 롤-성형 특성과 우수한 신장-플랜지 성형성을 가진 열갑-압연 고강도 강 스트립 또는 시트에 대한 것으로, 보다 특히, 총 연신과, 신장-플랜지 성형성 및 피로 저항의 우수한 결합을 가진, 780MPa 또는 그 이상, 또는 바람직하게 950MPa 또는 그 이상의 인장 강도를 가지는 고강도 강 스트립 또는 시트와, 상기 강 스트립 또는 시트의 제조 방법, 및 부품에의 상기 스트립 또는 시트의 사용에 대한 것이다.
Description
본 발명은 자동차 샤시 부품 등에 적합한 우수한 신장-플랜지(stretch-flange) 성형성과 우수한 롤-성형 특성을 가진 열간-압연 고강도 강 스트립 또는 시트에 대한 것이며, 보다 구체적으로는, 780MPa 이상 바람직하게는 950MPa 이상의 인장 강도를 갖고, 총 연신, 신장-플랜지 성형성 및 피로 저항의 우수한 조합을 갖는 고강도 강 스트립 또는 시트, 상기 강 스트립 또는 시트의 제조 방법, 및 부품에서 상기 스트립 또는 시트의 사용에 대한 것이다.
차량 중량을 감소시키기 위한 자동차 산업에서의 지속적인 압력에 의하여 비용 절감적이고 경량인 솔루션을 가능하게 하는 향상된 재료 기술의 개발이 촉진되었다. 향상된 고강도 강(AHSS)에 의하여 크기를 축소시키고 따라서 안전을 해치지 않고 차량 중량을 절감하도록 증가된 강도를 채용하기 위한 기회가 확대되었다.
그러나 제조 건강성 및/또는 사용 성능에 대해 도전을 제공하였다. 특히 매입된 단단한 저온 변태상 성분들 및/또는 오스테나이트-보유 조직(islands)들을 가진 부드러운, 연성 페라이트로 구성된 미세조직을 가진 이중-상(DP) 또는 변태-유발 소성(TRIP) 강과 같은 AHSS 등급은 제조 작업 동안 신장-플랜지 성형성 또는 에지 연성에 대해 문제를 가질 수 있다. 추가적으로, AHSS에서의 다양한 상 성분들 사이의 경도의 큰 차이는 또한 주기적인 부하 동안 피로 저항에 직면할 때 가동 중의 연성을 손상시킬 수 있다.
이들 제한을 극복하기 위하여, 페라이트-베이나이트(FB) 및 복합상(CP)의 강들이 개발되었다. 이들은 DP 및 TRIP 강들에 대해 향상된 신장-플랜지 성형성과 향상된 피로 저항을 제공하고 여전히 연속 작업 경화 거동 및 양호하고 균일한 인장 연신을 제공한다. 그러나, 최종 CP 미세 조직에서 보다 많은 마르텐사이트 ㅂ조직들을 포함하는 강화 메카니즘은 신장-플랜지 성형성 대신에 출현하고 복합적이고 복잡한 경량 디자인을 기초로 자동차 샤시 부품들을 제조하기 위한 과도하게 낮은 신장-플랜지 성형성을 생성할 수 있다. CP 강들은 또한 일반적으로 DPIP 강들보다 성형 전에 더 큰 항복 강도를 나타낼 수 있다.
나노-석출 강화 단상 페라이트 고강도 강들이 저온-신축성과 신장-플랜지 성형성의 우수한 조합에 대해 공지되어 있고, 높은 피로 저항을 나타낸다. 그들의 우수한 성능을 발생하는 것은 시멘타이트, 펄라이트, 베이나이트, 및/또는 마르텐사이트와 같은 (조립) 단단한 상 성분이 없는 연성 단상 페라이트 미세 조직이다. 이러한 동질적인 미세 조직이 응력 국부화의 조기 발현을 방지하고 및 그의 높은 손상에 대한 내구성에 의하여 높은 인장 연신 및 높은 구멍-확장 성능 모두가 얻어진다. 후자는 신장-플랜지 성형성에 대한 양호한 방안으로 간주된다. 불행하게도, 이들 강들은 높은 항복강도와 높은 항복비를 나타내고, 압연 상태에서, 그들은 소성 변형의 국부적인 밴드를 발생하는 불연속 항복 거동 및 현저한 항복점 연신을 보인다. 이들 밴드들은 표면 형상에 부정적인 영향을 미치거나 또는 예컨대 재료가 굽혀지거나 및/또는 신장될 때 피로 저항에 손상을 받을 수 있으며, 또는 샤시 부품을 제작하기 위하여 압연 형성될 수 있다.
본 발명의 목적은 우수한 총 연신, 신장-플랜지 성형성 및 피로 저항과 결합하여, 자동차 샤시 부품 등에 적합한 우수한 롤-성형 특성 및 우수한 신장-플랜지 성형성을 가지는 고강도 강을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 압연된 상태에서 연속 항복 거동을 가진 총 연신과, 신장-플랜지 성형성 및 피로 저항과 결합된 자동차 샤시 부품 등에 적합한 우수한 롤-성형 특성 및 우수한 신장-플랜지 성형성을 가지는 고강도 강을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 높은 항복 강도와 높은 항복 비를 가지는 양호한 총 연신과, 신장-플랜지 성형성 및 피로 저항과 결합된 자동차 샤시 부품 등에 적합한 우수한 롤-성형 특성 및 우수한 신장-플랜지 성형성을 가지는 고강도 강을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 780MPa 또는 그 이상의 인장 강도를 가지는 고 강도 강을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 950MPa 또는 그 이상의 인장 강도를 가지는 고 강도 강을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 강 스트립 또는 시트를 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 이들 목적들의 하나 또는 그 이상은 연속 항복 거동을 가지며 양호한 총 연신, 신장-플랜지(stretch-flange) 성형성, 및 피로 저항의 결합을 가진 780MPa 또는 그보다 더 높은 인장 강도를 가진 고강도 열간-압연 강 스트립 또는 시트로서, 중량%로:
0.05 내지 0.14%의 C;
1.0 내지 2.0%의 Mn;
0.05 내지 0.7%의 Mo;
0.10 내지 0.40%의 V;
선택적으로 0.1 내지 1.2%의 Cr, 0.01 내지 0.14%의 Ti, 0.01 내지 0.10%의 Nb 중 하나 이상;
0% 초과 및 최대 0.5% Si;
0% 초과 및 최대 0.04% P;
0% 초과 및 최대 0.008% S;
0% 초과 및 최대 0.1% Al_sol;
0% 초과 및 최대 0.020% N;
0% 초과 및 최대 0.003% B;
선택적으로 최적 제어(inclusion control)를 위한 칼슘 처리에 합치하는 양(예: 0 초과 및 최대 100ppm)의 Ca;
잔여량의 Fe 및 불가피 불순물;을 포함하고,
상기 강 스트립 또는 시트는 다각형 페라이트(PF)와 베이나이트 페라이트(BF) 및 최대 5%의 ∑(마르텐사이트와 잔류-오스테나이트)의 혼합물로 구성되는 매트릭스를 함유하는 미세 조직을 가지며, PF와 BF는 V 및/또는 Mo과 선택적으로 Ti 및/또는 Nb의 미세한 복합 탄화물 및/또는 카보나이트라이드에 의하여 석출-강화되고, 전체 미세 조직은 적어도 0.8%의 ∑(M+RA)를 함유하고 및 매트릭스는 (매트릭스의 용적%에 대해) 적어도 40%의 BF 및 최대 60%의 PF를 함유하는 강 스트립 또는 시트에 의하여 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 강은 한편으로 가공 경화를 향상시키고 불연속 항복 및 항복점 연신을 억제하고, 다른 한편으로 신장-플랜지 성형성 및/또는 피로 저항을 저하시키는, 마르텐사이트를 포함하는 경질의 제2상 성분들의 양이 변형시 광범한 응력 집중을 증대시킬 위험을 방지하기에 충분한 마르텐사이트(M)를 가진 미세 조직을 가진다. 또한, 마르텐사이트를 포함시킴으로써 강의 강도를 증대시키기 위하여 결과적으로 변태 경화의 한정된 가능성을 보충하기 위하여, 높은 항복비(YR = 항복 강도/인장 강도 = Rp0 .2/Rm)와 결합된 높은 항복 강도(Rp0.2)를 제공하는 잘 설계된 매트릭스가 구현된다. 매트릭스는 다결정 페라이트(PF)와 베이나이트 페라이트(BF)의 혼합물로 구성되고 PF와 BF 는 V 및/또는 Mo의 미세한 복합 탄화물 및/또는 카보나이트라이드와 선택적인 Ti 및/또는 Nb에 의하여 석출-경화된다. 나노미터-크기의 석출물은 소정의 강도 수준을 달성하고 석출물에서 C를 결합함으로써 (조립) 시멘타이트와 펄라이트의 형성을 억제한다.
매트릭스는 전체 미세 조직의 적어도 95%를 구성한다. 매트릭스의 베이나이트 페라이트 사이에 매입되는 것은 전체 마르텐사이트(M)와 잔류 오스테나이트(RA) 상 성분의 적어도 0.5 용적% 및 최대 5 용적% 이며(즉, ∑(M + RA) > 0.5 용적% 및 < 5 용적%), 이는 구멍-확장 성능(또는 신장-플랜지 성형성) 또는 피로 저항의 심각한 손상 없이 불연속 항복 및 항복점 연신을 억제한다. 작은 양의 M 및/또는 RA 부분들과 매트릭스의 이러한 결합은 입상(granular) 베이나이트로 표시될 수 있다. 한편으로 연속 항복과 다른 한편으로 양호한 구멍-확산 성능과 피로 저항 사이의 정확한 균형을 달성하기 위하여, M과 RA의 양은 최대 5 용적%로 한정되어야 한다. 바람직한 최소 양은 0.8 용적%이다. 바람직한 최대 양은 4 용적%이다. V를 포함하는 마이크로-알로잉(micro-alloying) 성분의 석출 역학이 여전히 상당한 석출 경화를 실행하고 구멍-확장 성능을 손상시킬 수 있는 (조립(coarse)) 시멘타이트 또는 펄러이트의 형성을 억제하기에 충분히 신속한 온도에서 BF 성분의 생성이 확실히 실현되는 것이 중요하다. 이를 달성하기 위하여, 베이나이트 변태를 충분히 증대시킬 수 있는 다른 합금화 성분에 추가해서 충분한 양의 Mo와 임의적인 Cr이 필요하다. 전체 미세 조직은 M과 RA의 매트릭스로 구성되고, 이 매트릭스는 (석출 경화된) PF와 BF로 구성되는 것이 유의하여야 한다. 따라서, 본 발명에 따른 강이 PF, BF, M 및 RA로 구성되고 ∑(PF, BF, M, RA)= 100 용적%인 전체 미세 조직을 가지는 것이 중요하다. 따라서 전체 미세 조직은 다른 미세한 조직 성분이 없으며, 특히 조립 시멘타이트와 펄라이트와 같은 탄소가 많은 미세 조직 성분이 없다. 그러나, 본 발명에 따른 강의 성능 또는 특성에 재료적으로 영향을 미치지 않는 이들 다른 미세 조직적인 성분의 중요하지 않거나 및/또는 불가피한 양은 허용할 수 있다.
일 실시예에서 강 스트립 또는 시트는 950MPa 또는 그 이상의 인장 강도를 가진다.
일 실시예에서, 강 스트립 또는 시트는, 중량%로:
적어도 0.08 % 및/또는
적어도 0.15 % Mo, 및/또는
적어도 0.15 또는 적어도 0.20 % Cr, 및/또는
적어도 0.02 % Nb를 포함한다.
일 실시예에서, 본 발명에 따른 강 스트립 또는 시트는 적어도 0.8%의 ∑(M + RA)를 함유하고 및/또는 매트릭스는(매트릭스의 용적%로서) 적어도 60%의 BF와 최대 40% PF, 바람직하게 적어도 80% BF와 최대 20% PF를 함유한다.
증가된 인장 연신을 제공할 수 있으므로 상당한 양의 석출 경화된 PF가 매트릭스에서 잔류할 수 있다. 그러나, 그 용적 분율(vol.%)은 매트릭스의 최대 60 용적%, 또는 보다 바람직하게 최대 40 용적%, 또는 가장 바람직하게 20 용적%임이 바람직한 데, 너무 큰 양의 용적 분율의 PF는 강도 손실을 야기하고 추가로 불연속 항복 및 항복점 연신을 초래할 수 있으며, 이는 본 발명에서 피해져야 하기 때문이다.
본 발명의 일 실시예에서, 후방산란 전자회절 기술에 의해 측정된 미세 조직의 정상 방위차 각도 분포(MOD) 프로파일에서의 20°와 50°사이의 방위차 각도의 강도 합은 적어도 0.50이고, 바람직하게 최대 0.40이고, 보다 바람직하게 최대 0.20이다.
본 발명의 일 실시예에서, 후방산란 전자회절 기술에 의해 측정된 미세 조직의 정상 방위차 각도 분포(MOD) 지수는 적어도 0.45이고, 바람직하게 적어도 0.65이고, 보다 바람직하게 적어도 0.85이다.
일 실시예에서 본 발명에 따른 강 스트립 또는 시트의 조성은 Ti가 적어도 0.1%인 경우 이하의 식을 만족한다:
바람직하게,
이들 식에서, 그리고 이하의 식들에서, 성분이 예컨대 Mo와 같이 주기율표에 사용된 코드로서 표시되면, 이어서 해당 성분의 중량%가 식에 도입되어야 함을 의미한다.
이 실시예에서, 본 발명에 따른 강 스트립 또는 시트의 조성은 Ti가 최대 0.005%이면(즉, Ti가 불가피 불순물이고 중요한 합금 성분이 아니면), 이하의 식을 만족한다:
바람직하게,
이 실시예에서, 본 발명에 따른 강 스트립 또는 시트의 조성은 Ti가 최대 0.005%이면(즉, Ti가 불가피 불순물이고 중요한 합금 성분이 아니면), 이하의 식을 만족한다:
바람직하게 여기서,
본 발명의 일 실시예에서 고강도 열간-압연된 강 스트립 또는 시트는, 인장 강도(TS)와, 총 연신(El), 및 시트 두께(t)(mm)가 식[(TS × El)/t0.2 > 12000을 만족하고 및 이하의 조건을 가진다:
i) 적어도 0.7의 YR 및 40% 또는 그보다 더 큰 λ, 또는
ⅱ) 적어도 0.8의 YR 및 40% 또는 그보다 더 큰 λ, 또는
ⅲ) 적어도 0.7의 YR 및 50% 또는 그보다 더 큰 λ, 또는
ⅳ) 적어도 0.8의 YR 및 50% 또는 그보다 더 큰 λ, 또는
v) 적어도 0.7의 YR 및 60% 또는 그보다 더 큰 λ, 또는
ⅵ) 적어도 0.8의 YR 및 60% 또는 그보다 더 큰 λ.
일 실시예에서, 본 발명에 따른 강 스트립 또는 시트에는 상부 및/또는 하부면에 금속 코팅, 바람직하게 아연 기반 코팅이 제공된다. 금속 코팅을 가진 열간-압연 스트립의 코팅은, 강의 특성에 부정적인 영향을 미치는 것을 피하기 위하여 HTC 사이클 동안 온도가 가능한 낮게 유지되는 HTC 사이클에서, 예컨대, 전기 침착 공정, 또는 고온 침지 공정을 통해 실시된다. 상부 및/또는 하부면은 스트립의 주요 표면을 의미한다.
일 실시예에서, 열간-압연 스트립 또는 시트의 두께는 적어도 1.0mm이고, 최대 5.0mm이다. 적절한 최대 두께는 3.7mm이다. 바람직하게 두께는 적어도 1.25mm이고 및/또는 최대 3.5mm이다. 적절한 최대 두께는 3.2mm이다. 보다 구체적으로 두께는 적어도 1.50mm이고 및/또는 최대 3.0mm이다.
연속 항복은 최대 0.1%의 Ae 값을 가지는 강에서 실시되고, 바람직하게 0.090의 값을 가지며, 바람직하게 YR은 적어도 0.70이다.
개별 합금화 성분의 작용이 이제 설명된다. 모든 조성은 달리 표시되지 않으면 중량%로 표시된다.
탄소(C)는 V 와 Mo 그리고 선택적으로 Ti 및/또는 Nb와 탄화물(carbide) 및/또는 카보나이트라이드(carbo-nitride) 석출물을 형성하기 위하여 첨가되고 입상 베이나이트 매트릭스로 정의될 수 있는, 베이나이트 페라이트(BF)에 매입된 M 및/또는 RA의 작으나 상당한 분율을 증대시킨다. 이러한 ∑(M + RA) > 0.5 용적%이며, < 5 용적%이며, 강 스트립 또는 시트의 롤-성형 성능에 효과적인 것으로 생각되는 불연속 항복 및 항복점 연신을 억제하는 데 필수적이다. C의 양은 V 와 Mo 그리고 선택적으로 Ti 및/또는 Nb를 기초로 상당한 석출 경화를 달성하기 위하여 여전히 충분한 석출 동역을 제공하는 변태 온도에서 충분한 양의 입상 베이나이트를 증대시키도록 충분히 높을 것이 필요하다. 동시에, C의 양은 적어도 780MPa의 인장 강도를 가진 강 스트립 또는 시트를 달성하기 위하여 요청되는 석출 경화 양에 의존한다. 더욱이, (조립) 시멘타이트 및/또는 펄라이트의 생성은 이들 상 성분의 존재에 의하여 구멍-확장 성능이 손상될 수 있으므로 억제되어야 한다. 이는, C의 양이 V 와 Mo 그리고 선택적으로 Ti 및/또는 Nb 석출물을 형성하기에 충분히 높아야 하고, 시멘타이트 및/또는 펄라이트의 생성을 억제하기에 충분히 낮아야 한다. 그러므로, C의 양은 0.05%와 0.14% 사이이어야 한다. 바람직하게, C 함량은 적어도 0.08%이다.
규소(Si)는 고용 강화 및 시멘타이트 및/또는 펄라이트의 생성을 억제하는 데 유용하다. 펄라이트 및/또는 시멘타이트가 신장-플랜지 성형성과 피로 저항을 해치므로 후자는 매우 관련된다. 그러나, 낮은 Si 함량은 압연 하중을 감소시키고 스케일 문제를 피하기 위하여 필요한 데, 이는 강 스트립 또는 시트의 피로 특성을 해칠 수 있다. 그러므로, Si 함량은 0.5%를 초과하지 않아야 한다. 적절한 최소 Si 함량은 0.05%이다. 적절한 최대 Si 함량은 0.3%이다.
망간(Mn)은 매트릭스의 고용 강화를 제공하고, Ar3 변태 온도를 저하시켜, Mo 및/또는 Cr과 같은 다른 합금 성분과 결합하여 입계 정련 및 자극을 증대시키고, 베이나이트 매트릭스(BF)에 매입된 M 및/또는 RA 으로 구성된 입상 베이나이트를 포함하는 저온 변태 산물의 생성을 증대시키므로 중요하다. 또한, Mn은 변태 속도를 저하시키고, 석출 경화를 최적화하기 위하여 상간 석출에 기여하고 따라서 비교적 동질의 그리고 탄화물 및/또는 카보나이트라이드 석출물의 미세한 분포에 기여할 수 있다. 그러므로, Mn 함량은 적어도 1.0%이어야 한다. 그러나, 너무 높은 Mn 함량은 (중심선) 분리를 유발하고, 이는 강 스트립 또는 시트의 펀칭 또는 절단에서 분할을 증대시키고 이는 다시 강 스트립 또는 시트의 신장-플랜지 성형성을 손상시킨다. 따라서, Mn 함량은 1.0과 2.0% 범위이어야 한다. 적절한 최소 Mn 함량은 1.20%이다. 적절한 최대 Mn 함량은 1.9%이다.
낮은 황(S) 함량은 성형성에 효과적이다. 그러므로, 낮은 S 함량은 높은 구멍-확장 성능을 얻기 위하여 필요로 된다. 최적 제어(inclusion control)를 위한 칼슘(Ca) 처리는 주조성을 향상시키고 그리고 MnS를 개질하기 위하여 필요할 수 있다. S 함량은 최대 0.008%이어야 하고, 바람직하게 최대 0.005%이어야 한다. 칼슘 처리가 사용되면, 강 스트립 또는 시트의 칼슘 함량은 일반적으로 100ppm을 초과하지 않으며, 보통 5와 70ppm 사이이다.
인(P)은 강한 고용 강화 원소이다. 그러나, 높은 정도에서, 입계로 분리될 때 P 중심선 분리는 입간 분열을 증대시키고 펀칭시 분할을 증대할 수 있다. 따라서, 높은 P 수준은 신장-플랜지 성형성을 손상시킬 것이다. 그러므로, P 함량은 0.04% 또는 그 이하, 바람직하게는 최대 0.01%, 보다 구체적으로 최대 0.005%이어야 한다.
알루미늄(Al)은 환원제로서 첨가되고 오스테나이트 상 내의 AlN 석출물의 존재에 의하여 강 스트립 또는 시트의 재가열 및 열간-압연 동안의 입자 크기 제어에 기여할 수 있다. 강에서의 Al의 함량(Al_tot)은 강의 파손 결과로서 산화물(Al_ox)에 혼입된 Al로 구성되고, 이는 제강 및 주조 동안 및 강 매트릭스의 고체 용액 중에 또는 알루미늄 질화물 석출물로서 존재하는 Al의 잔여물로서 용용물로부터 제거되지 않은 것이다. 강 매트릭스의 고용액 중의 Al과 질화물 석출로서 존재하는 Al은 그 함량을 측정하도록 산 중에 용해될 수 있고 이는 용해가능한 알루미늄(Al_sol)으로 정의된다. 너무 높은 Al_sol은 신장-플랜지 성형성을 손상할 것이다. 그러므로, Al_sol의 양은 최대 0.1%이어야 한다. Al_sol의 바람직한 양은 강 중의 석출 강화 성분인 V와 Ti의 존재와 함량에 의존한다.
V의 석출 강화 효과는 증가된 수준의 N을 이용하여 탄화물의 석출물(VC) 대신에 질화물(VN) 및/또는 카보나이트라이드(VCN)의 생성을 증대시킴으로써 증가될 수 있다. 이의 이유는, 낮은 용해성의 산물에 기인하여 VN과 VCN 석출물이 VC보다 열적으로 더 안정적이고 따라서 권취(coiling) 동안 조대화되기 더 쉽지 않기 때문이다. 따라서, VN과 VCN 석출물의 더 작은 크기는 석출 강화 정도를 더욱 증대시키도록 기여할 것이다. VN과 VCN 석출물에 N을 가능한 많이 이용할 수 있도록 하기 위하여, Al이 효과적인 제거제이므로 낮은 수준의 Al을 사용하는 것이 권장된다. 이 경우, 최대 0.7% 또는 바람직하게 최대 0.025% 수준의 비교적 적은 수준의 Al_sol을 사용하는 것이 바람직하다.
V 외에, Ti 역시 상당한 석출 강화를 달성하기 위하여 첨가될 수 있다(즉, 첨가된 Ti의 양은 산업적으로 제조된 강 스트립 또는 시트의 통상적이며 불가피한 불순물보다 더 높다). 이 경우, 고온-스트립 밀(mill)에서 산업용 슬래브 재가열 조건 동안 용해되지 않거나 단지 부분적으로 용해되는 TiN 또는 TiVN 생성을 이것이 증대시킬 것이므로 증가된 N 수준의 사용은 피해져야 한다. 더구나, TiN은 대형의 입방체 함유물로서 석출하는 경향이 있으며, 이는 응력 유발자로서 작용할 수 있고 따라서 공동용 핵 생성 부위를 구성하고 변형시 강 스트립 또는 시트에서 미세-균열을 생성하며, 이는 신장-플랜지 성형성 및/또는 피로 저항의 악화를 발생한다. 그러므로, V와 Ti가 모두 강 스트립 또는 시트의 석출 강화에 사용되면, 이어서 낮은 수준의 Al을 사용하는 것이 필요하다. 이 경우, 0.025 내지 0.1% 사이 Al_sol 함량을 사용하는 것이 바람직하다.
질소(N)는 탄화물 석출물 대신 카보나이트라이드 석출물을 증대시키기 위하여 효과적인 원소이다. 따라서, V 석출 강화의 경우, 증가된 수준의 N이 강 스트립 또는 시트의 매트릭스의 석출 강화에 V가 기여하는 것을 증가시키기 위하여 효과적이다. 위에서 설명된 바와 같이, V외에 Ti이 석출 강화를 위하여 첨가된 때, 이는 적용되지 않는다. 증가된 수준의 N과 Ti의 결합에 의하여 TiN과 TiVN이 증대될 것이다. 이러한 유형의 질화물 석출물은 오스테나이트 상에서 비교적 작은 용해성의 산물을 가지며 따라서 1050 내지 1250℃ 범위 온도에서 산업 슬래브의 재가열 동안 용해하지 않거나 단지 부분적으로 용해할 것이다. 이는 강 스트립 또는 시트의 최종 미세 조직의 석출 강화를 발생하기 위하여 V 및 Ti의 유효성을 감소시킨다. 더욱이, Ti와 결합된 N의 증가된 수준에 의하여 상기 대형 입방체 TiN 함유물의 형성을 유발하는 데, 이는 성형성과 피로 저항을 손상시킬 수 있다. 지배적인 결정립 미세화를 위한 선택적인 Nb의 적절한 양의 사용과 별도로, V는 Ti-첨가물 없이 사용되고, 이어서 최대 0.02%의 비교적 높은 수준으로 N을 사용하는 것이 바람직하다. Ti이 V와 결합하여 석출 강화를 위하여 첨가되면, 이어서 최대 0.006%의, 그리고 바람직하게 0.003%, 또는 최대 바람직하게 최대 0.001%의 비교적 낮은 수준의 N을 사용하는 것이 바람직하다.
니오븀(Nb)은 결정립 미세화를 제공하고 일정 정도의 일부 석출 강화를 제공한다. 결정립 미세화는 강도와 성형성 사이의 양호한 조화를 위하여 중요하고 향상된 피로 저항을 유발할 것으로 믿어진다. 다른 한편, Nb는 또한 열간-압연 동안 재결정을 지연시키고 따라서 증가된 수준의 Nb는 (너무) 큰 압연 힘을 발생할 수 있다. 본 발명에서 따라서 그 존재는 선택적이고, 사용되면, 0.1%의 양으로, 그리고 바람직하게 적어도 0.02%, 보다 바람직하게 적어도 0.035%로 한정된다.
바나듐(V)은 석출 강화를 제공한다. 탄화물과 및/또는 카보나이트라이드 석출물을 함유하는 미세한 V을 기초로 하는 석출 강화는 고 연신 및 높은 구멍-확산 성능과 결합하여 (입상) 베이나이트 미세 조직에 기초하는 소정의 강도 수준을 달성하기 위하여 중요하다. 성형성과 관련해서, V는, 성형성을 해칠 수 있는 베이나이트 매트릭스에서 (조립) 입자간 및 층간 시멘타이트의 생성을 억제하고 탄화물 및/또는 카보나이트라이드 석출 공정에서 실질적으로 C를 연결하기 위하여 중요한 마이크로-얼로잉 성분들의 하나이다. 이를 위하여, 최소 V 함량은 0.1%이다. 너무 많은 V는 (중심선) 분리를 초래할 수 있으며, 이는 강 스트립 또는 시트의 펀칭이나 절단에 있어서, 분할을 증대시켜, 강 스트립 또는 시트의 신장-플랜지 성형성을 손상시킬 수 있다. 따라서, V 함량은 0.10 내지 0.40% 범위이어야 한다. 적절한 최소 V 함량은 적어도 0.15%이다. 적절한 최대 V 함량은 최대 0.35%이고, 보다 구체적으로 최대 0.32%이고, 가장 바람직하게 최대 0.25%이다.
티타늄(Ti)은 석출 강화와 결정립 미세화를 결합한다. 결정립 미세화는 강도와 연신 사이의 양호한 조화를 위하여 중요하다. 더욱이, Ti로부터의 석출 강화는 (입상) 베이나이트 미세 조직의 충분한 강화를 달성하고 이로써 강 스트립 또는 시트의 소정의 항복 및 인장 강도를 달성하기 위하여 소망스러울 수 있다. 그러나, 그의 사용은 비교적 큰 입방체 TiN 함유물의 생성을 초래할 수 있으며, 이는 성형성, 특히 구멍-확장 성능 및/또는 피로 저항을 손상시킬 수 있다. 게다가, Nb와 같이, Ti는 또한 열간-압연 동안 재결정을 지연시키며 따라서 오스테나이트 열간-압연 동안 충분한 오스테나이트 결정립 미세화, 및 지나치게 높은 압연 힘의 유발을 방지할 수 있다. 따라서, Ti의 사용은 본 발명에서 선택적이고, 충분한 석출 강화를 달성하기 위하여 사용된 때, Ti의 적절한 범위는 0.01 내지 0.14%이다. 적절한 최대 Ti 함량은 - 사용되면 - 0.12%이고, 보다 바람직하게 0.08%이며, 또는 가장 바람직하게 0.05%이다. 적절한 최소 Ti 함량은- 사용되면- 0.02%이다.
몰리브데늄(Mo)은 시멘타이트와 펄라이트의 생성을 억제하고 베이나이트 미세 조직을 증대시킴으로써, 특히 Cr의 사용과 결합될 때 경화능을 제공한다. Mo은 상승된 온도에서 베이나이트 미세 조직의 형성을 증대시키며, 이로써 더 높은 온도에서 권취을 허용한다. 이들 더 높은 온도는 상당한 석출 강화를 촉진하기 위하여 충분한 석출 동력을 제공한다. 탄화물 생성자로서, 본 발명에서 Mo는 V를 함유하고 - Mo에 부가해서 - 선택적으로 Ti 및/또는 Nb을 함유하는 복합 탄화물 및/또는 카보나이트라이드 석출물의 생성에서 중요한 작용을 수행한다. 또한, Mo는 냉각 및 권취 동안 오스테나이트-대-페라이트(γ->α) 변태 계면의 이동 속도를 크게 지연시키고 이로써 강 스트립 또는 시트의 상(γ->α) 변태를 저하시킨다. 증가된 수준으로 사용된 때, 이는 본래 비교적 느린 공정인 석출이 상 변태에 따라 상간 석출을 증대시키는 것을 허용한다. V를 함유하고 선택적으로 Ti 및/또는 Nb을 함유하는 탄화물 및/또는 카보나이트라이드 석출물의 열적 안정성에 Mo이 기여하는 것으로 믿어지며, 이는 일단 탄화물 및/또는 카보나이트라이드 석출물이 형성되면 고온-스트립 밀에서 권취 동안 석출물의 조대화 속도를 저하시킨다. 따라서, Mo은 권취 동안의 석출 강화의 손실을 억제하는 데 효과적이고, 이로써 V, Ti 및/또는 Nb의 마이크로-얼로잉 성분들을 더욱 효과적으로 사용할 수 있다. 따라서, Mo 함량은 0.05와 0.7% 범위이어야 한다. 적절한 최소 Mo 함량은 0.15%이고, 또는 보다 바람직하게 0.25%이다. 바람직하게 Mo 함량은 최대 0.55%이고, 또는 보다 바람직하게 최대 0.45%이다.
크롬(Cr)은 경화능을 제공하고 특히 Mn 및 Mo와 결합될 때 베이나이트 미세 조직을 증대시킨다. 또한 여전히 탄화물 및/또는 카보나이트라이드 석출물을 기초로 하는 실질적인 석출 경화를 허용하는, 산업 관련 냉각 및 권취 조건들 아래 베이나이트 미세 조직을 달성하기 위하여, Cr의 사용이 Mn과 Mo에 부가해서 필요할 수 있다. 이에 대한 이유는, Mn의 높은 수준은 분리를 유발할 수 있고 따라서 성형성을 손상시킬 수 있기 때문이다. 다른 한편, Mo의 너무 높은 수준은 높은 합금 비용을 발생하기 때문에 균등하게 필요하지 않을 수 있다. 따라서, Cr의 사용은 선택적이고 그리고 - 사용되면 - 0.1 내지 1.2% 범위이어야 한다. 적절한 최소 Cr 함량은 1.0%, 보다 바람직하게 0.73%, 또는 더욱 보다 바람직하게 0.45%이다.
붕소(B)는 경화능을 제공하고 그 용도는 본 발명에서 선택적이다. 사용되면, B 함량은 최대 0.003%이어야 한다.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 연속 항복 거동을 가지며 총 연신, 신장-플랜지 성형성, 및 피로 저항의 우수한 결합을 가진 780MPa 또는 그보다 더 높은 인장 강도를 가진 고강도 열간-압연 강 스트립 또는 시트의 제조방법이 제공되며, 이 방법은 두껍거나 얇은 슬래브의 주조 단계를 포함하고, 상기 슬래브는 중량%로:
- 0.05와 0.14% 사이의 C;
- 1.0과 2.0% 사이의 Mn;
- 0.05와 0.7% 사이의 Mo;
- 0.10과 0.40% 사이의 V;
- 선택적으로 적어도 0.1 및/또는 최대 1.2% Cr, 적어도 0.01 및/또는 최대 0.14% Ti, 적어도 0.01 및/또는 최대 0.10% Nb 중 하나 이상;
- 최대 0.5% Si;
- 최대 0.04% P;
- 최대 0.008% S;
- 최대 0.1% AL_sol;
- 최대 0.020% N;
- 최대 0.003% B;
- 선택적으로 최적 제어를 위한 칼슘 처리에 합치하는 양의 Ca;
- 잔여량의 Fe 및 불가피 불순물;을 포함하고,
다각형 페라이트(PF)와 베이나이트 페라이트(BF) 및 최대 5%의 ∑(마르텐사이트와 잔류-오스테나이트)의 혼합물로 구성되는 매트릭스를 함유하는 미세 조직을 생성하기 위하여, 1050와 1250℃ 사이의 온도로 응고된 슬래브를 재가열하고, 상기 강 슬래브를 열간-압연하고 Ar3-온도 또는 그 이상의 마무리 열간-압연 온도에서 열간-압연을 마무리하고, 및 450와 620℃ 사이의 온도 범위에서 상기 열간-압연 강 스트립 또는 시트를 권취하는 단계를 추가로 포함하고, 여기서 PF와 BF는 V 및/또는 Mo과 선택적으로 Ti 및/또는 Nb의 미세한 복합 탄화물 및/또는 카보나이트라이드로 석출-강화되고, 전체 미세 조직은 적어도 0.8%의 ∑(M+RA)를 함유하고 및 매트릭스는 (매트릭스의 용적%에 대해) 적어도 40%의 BF 및 최대 60%의 PF를 함유한다. 바람직하게, 권취 온도는 적어도 500℃ 및/또는 최대 610℃이다. 가장 바람직하게 권취 온도는 적어도 520℃ 및/또는 최대 600℃이다.
일 실시예에서, 상기 열간-압연 강 스트립 또는 시트는 적어도 10 ℃/s와 최대 150℃/s의 평균 냉각 속도에서 권취 온도로 냉각되고, 적어도 40℃/s에서 냉각된다.
일 실시예에서, 권취된 열간-압연 강 스트립 또는 시트가, 수조 내에 권취된 코일을 침지하여 냉각되거나 또는 물 분무에 의하여 코일을 능동적으로 냉각하는 것에 의하여 냉각이 실시된다.
연속 항복 거동을 구현하고 신장-플랜지 성형성 및/또는 피로 저항을 상당히 저하시키지 않고 항복점 연신을 억제하기 위하여 최대 5%의 M 및/또는 RA와 석출-강화된 PF 및 BF의 혼합물(매트릭스) 적어도 95%를 함유하는 미세 조직의 면에서, 가동 표 및/또는 코일러에 관하여 합금 조성 및 공정 조건들은 변태 및 석출 동역이 잘 제어되고 소정의 미세 조직을 생성하도록 작용할 수 있도록 설정되어야 한다. 재가열 온도, 마무리 압연 조건들, 권취 온도 및 냉각 조건들의 선택된 조합에 의하여 이를 달성할 수 있다.
본 발명의 제3 측면에 따르면, 청구범위 1 내지 10 및 청구범위 14의 어느 한 항에 따른, 인장 강도(TS)와, 총 연신(El), 및 시트 두께(t)(mm)가 (TS × El)/t0.2 > 12000 식을 만족하고 이하의 조건을 만족하는 고강도 열간-압연 강 스트립 또는 시트를 사용하여 제조된 부품, 바람직하게 자동차 부품, 보다 바람직하게 샤시 부품, 또는 가장 바람직하게 롤-성형된 자동차 샤시 부품이 제공된다:
i) 적어도 0.7의 YR 및 40% 이상의 λ, 또는
ⅱ) 적어도 0.8의 YR 및 40% 이상의 λ, 또는
ⅲ) 적어도 0.7의 YR 및 50% 이상의 λ, 또는
ⅳ) 적어도 0.8의 YR 및 50% 이상의 λ, 또는
v) 적어도 0.7의 YR 및 60% 이상의 λ, 또는
ⅵ) 적어도 0.8의 YR 및 60% 이상의 λ를 가진다.
도 1a 및 도 1b는 0°- 65°의 방위차 각도 분포에 따른 PF와 BF의 용적 분율을 각각 도시하는 그래프도이다.
도 2는 MOD 지수에 대해 BF의 용적 분율(용적%)을 표시한 그래프도이다.
도 2는 MOD 지수에 대해 BF의 용적 분율(용적%)을 표시한 그래프도이다.
이제 본 발명이 이하의 비제한적인 예들을 참조하여 추가로 설명될 것이다.
예 1: 표 1의 화학 조성을 가지는 강(A 내지 E)들이 표 2에 주어진 조건들 아래 열간-압연되어, 시트(1A 내지 10E)를 제조하였다. 인장 시험 전에, 열간-압연 시트들이 산세되고 초기의 압연 두께 3.5mm에서 표 2에 표시된 바와 같이 최종 두께로 유연한(soft) 연마를 통해 시트들을 얇게 가공하여 실험실 압연에 기인하는 시트의 가시 표면 거칠기가 제거되었다.
표 2의 시트(1A 내지 10E)들의 보고된 인장 특성은 EN 10002-1/ISO 6892-1 (2009)에 따른 압연 방향에 평행인 인장 시험에 의한 JIS 5 인장시험 규정에 기초한다(Rp0.2 = 0.2% 오프셋 증거 또는 항복강도; Rm = 최적 인장 강도; YR = Rp0 .2/Rm으로 정의된 항복비; A = 인장 연신; ReH = 상부 증거 또는 항복 강도; ReL = 하부 증거 또는 항복 강도; Ae = 항복점 연신). 신장-플랜지 성형성의 기준인 구멍 확장비(λ)를 결정하기 위하여, 세 개의 정사각형 샘플(90 x 90mm2)들이 각 시트로부터 절단되고, 이어서 샘플에 10mm 직경의 구멍을 펀칭 형성하였다. 샘플들의 구멍-확장 시험은 상부 버 형성(burring)에 의하여 실행되었다. 60°의 원추형 펀치가 아래로부터 밀어져서 두께-관통 균열이 형성된 때 구멍 직경(df)이 측정되었다. 구멍-확장비(λ)는 d0 = 10mm으로 하여 이하의 식을 사용하여 산출되었다:
정상적인 구멍-확장 비(λN)와 같이 시트(1A 내지 10E)들의 λ는 표 2에 보고되었고, 시트(2A)의 λ는 1의 수치값으로 설정되었다.
미세조직의 지배적인 특성을 확인하고 상 성분과 분율을 결정하기 위하여 시트(1A 내지 10E)들의 미세조직은 후방산란 전자회절(EBSD)에 의하여 시험되었다. 이러한 목적으로서, 이하의 샘플 준비, EBSD 데이터 수집 및 EBSD 데이터 평가 절차가 이어졌다.
EBSD 측정은 전도성 수지에 장착되고 1㎛ 로 기계적으로 연마된 샘플의 압연 방향으로 평행인 단면에 대해 실시되었다. 완전 변형된 자유 표면을 얻기 위하여 최종 연마 단계가 콜로이드 실리카(OPS)에 의하여 실시되었다.
EBSD 측정을 위하여 사용된 주사전자 현미경(SEM)은 전기장 방출건(FEG-SEM)과 EDAX PEGASUS XM 4 HIKARI 시스템을 갖춘 Zeiss Ultra 55 머신이다. EBSD 스캐닝은 시트들의 RD-ND 평면에 수집되었다. 샘플들은 SEM에서 70°각도 아래 배치되었다. 고 전류 옵션이 실행되고 가속 전압은 15kV이었다. 120㎛ 구멍이 사용되었고 스캐닝 동안 작동 거리는 17mm이었다. 샘플의 큰 경사 각도를 보충하기 위하여, 스캐닝 동안 역동적인 초점 교정이 사용되었다.
EBSD 스캐닝은 TexSEM 실험실(TSL) 소프트웨어 방위 영상현미경(OIM) 데이터 수집 버전 7.0.1을 사용하여 획득되었다. 통상적으로, 표준 배경 제거와 결합된 6x6 빈(bin)에서의 히카리 카메라의 데이터 수집 설비가 사용되었다. 스캐닝 영역은 모든 경우 1/4의 샘플 두께 위치에 위치되었고 스캐닝 영역에 비금속 함유물을 포함하지 않도록 주의가 기울여졌다.
EBSD 스캐닝 크기는 모든 경우들에서 100x 100㎛이었고, 턱 크기는 0.1㎛ 이었으며, 초당 80 프레임의 스캐닝 속도가 사용되었다. EBSD 측정에 대해, Fe(α) 및 Fe(y)가 스캐닝 동안 포함되었다. 데이터 수집 동안 사용된 휴(Hough) 설치: 대략 96의 구획된 패턴 크기; 1의 쎄타 세트 크기; 약 90의 로(rho)분율; 13의 최대 피크 카운트; 5의 최소 피크 카운트; 종래와 같이 휴 유형 설정; 휴 해상도가 로우로 설정; 9x9의 나비형 나선 마스크; 0.5의 피크 대칭; 5의 최소 피크 크기; 15의 최대 피크 거리.
EBSD 스캐닝은 TSL OIM 분석 소프트웨어 버전 7.1.0. x 64에 의하여 평가되었다. 통상적으로, 데이터 세트들은 측정 방위에 대해 적절한 방위에서 스캐닝을 얻도록 RD 축 위로 90°회전되었다. 표준 결정립 희석 세척이 실행되었다(5°의 결정립 오차 각도(GTA), 5화소의 최소 결정립 크기 기준이 결정립의 단일 희석 반복 세척에 대해 다수의 열들을 포함해야 한다). 600℃에서 권취된 시트로부터의 샘플들에 대해, 세척 지점들의 비율은 통상적으로 0.5%이고, 630℃에서 권취된 시트들로부터의 샘플들의 경우, 세척 지점들의 비율은 통상적으로 1%이다. EBSD 데이터의 평가 제1 단계는 두 개의 격벽들, 즉, Fe(α) 및 Fe(y)를 설치하여 실행되었다. 후자는 잔류-오스테나이트(RA)로서 표시되었다. 다음 단계는 Fe(α) 격벽을 높은 평균 영상 품질(IQ)을 가진 Fe(α) 격벽과 낮은 평균 IQ를 가진 Fe(α) 격벽으로 분할하는 것으로 구성되었다. 주어진 실험 조건들 아래, 이는 각각 IQ >1250 및 IQ <1250이었다. 낮은 IQ의 Fe(α) 격벽은 마르텐사이트(M)로서 표시되고, 높은 IQ의 Fe(α) 격벽은 BF와 PF의 혼합물로서 표시되었다.
높은 IQ의 Fe(α) 격벽의 방위차 각도 분포(MOD) 지수는 이하의 방법을 사용하여 산출되었다: 1°의 구획을 가진 5°내지 65°의 방위차 각도로부터 변하는 모든 경계를 포함하는 정상 방위차 각도 분포는 TSL OIM 분석 소프트웨어를 사용하여 구획된 EBSD 데이터 세트로부터 산출되었다. 유사하게, 임의로 재결정화된 PF의 정상 이론 방위치 각도 분포는 측정된 곡선과 동일한 방위치 각도 범위 및 구획에 의하여 산출되었다. 실제는 이는 TSL OIM 분석 소프트웨어에 포함된 방위차 각도 분포를 기초로 소위 “메켄지(Meckenzie)" 유형이다. 방위차 각도 분포의 정상화는 방위차 각도 분포 아래 영역이 1로 정의되는 것을 의미한다. 이어서 MOD 지수는 도 1a(상부 도면)과 도 1b(바닥 도면)에서 이론 곡선(점선)과 측정 곡선(실선) 사이 영역으로 정의되고, 이하와 같이 정의된다:
여기서, MMOD,i은 측정된 방위차 각도 분포의 각도(i)(5°에서 65°로 변하는)에서의 세기이고 R는 임의로 재결정화된 PF의 이론 또는 “메켄지”기반 방위차 각도 분포의 각도(i)에서의 세기이다.
도 1a와 도 1b의 실선은 임의로 재결정화된 다각형 페라이트 조직에서의 측정된 방위차 각도 분포를 표시하고 점선은 이론 방위차 각도 분포를 표시한다. 도 1a는 현저한 다각형 페라이트 특성을 가지는 미세조직을 가지는 샘플의 방위차 각도 분포 곡선을 도시한다. 도 1b는 우수한 베이나이트 특성을 가지는 미세조직을 갖는 샘플의 방위차 각도 분포 곡선을 도시한다. MOD 지수는 저의에 의하여 0에서 거의 2로 변하고; 측정된 곡선이 이론 곡선에 같으면, 두 곡선들 사이의 면적은 0(MOD 지수는 0)이며, 두 분포 곡선들 사이의 겹치는 세기가 (거의) 없으면, MOD 지수는 (거의) 2이다.
따라서, 도 1에 예시된 바와 같이, 방우차 각도 분포는 미세조직의 성질에 대한 정보를 포함하고 MOD 지수는 종래의 광-광학 현미경과 같은 종래방법을 기초로 하는 것보다 정량적인 보다 명확한 방안을 기초로 미세조직의 특성을 평가하기 위하여 사용될 수 있다. 완전한 PF 미세조직은 대부분의 세기가 20°- 50°범위이고 피크 세기가 약45°인 단봉형 방위차 각도 분포를 가질 것이다. 이와 대조적으로, 완전 베이나이트 미세조직은 5°및 50°사이의 피크 세기를 가지며 20°에서 약한 세기를 가지는 강력한 양봉형 방위차 각도 분포를 가진다. 따라서, 이 예에서의 낮은 MOD 지수와 높은 20°- 50°MOD 세기는 다각형 페라이트 미세조직의 명확한 상징이고, 높은 MOD 지수와 낮은 20°- 50°세기는 양호한 베이나이트 미세조직의 명확한 표시이다.
BF대 PF의 면에서 매트릭스의 특성의 정량적인 평가와 달리, MOD 지수는 또한 BF와 PF의 부피 분율을 정량적으로 결정하기 위하여 사용되었다. 도 2는 MOD 지수에 대해 BF의 용적 분율을 표시한 그래프를 도시하며, 여기서 BF의 용적 분율과 MOD 지수 사이의 선형 관계가 상정된다. 0에서 100% BF의 개방된 원으로 표시된 흑색 실선은 MOD 지수의 함수로서의 BF의 양의 이론상 관계를 예시한다. 그러나, 발명자들은 1.1에서 1.2 범위의 MOD 지수를 가지는 미세조직이 이미 종래의 경량-광학 현미경을 기초로 예외적이거나 또는 100% BF인 것으로 분류될 수 있음을 발견하였다. 따라서, 이 예에서, BF의 용적 분율과 MOD 지수 사이의 더욱 실험적인 관계가 발견되었는 데, 여기서 미세조직의 100% PF 유형은 0의 MOD 지수를 가지며 미세조직의 100% BF 유형은 1.15이 MOD 지수를 가진다. 이러한 관계는 도 2에서 점선으로 도시되고 0과 100% BF에서 닫힌 삼각형 기호로 표시되고 이하와 같이 주어진다:
BFmatrix = 86.96 x MODindex
이 경우, PF의 양은 이하와 같이 상정된다:
PFmatrix = 100 - BFmatrix
여기서 BFmatrix와 PFmatrix는 매트릭스의 용적 비율로 표시된다. BF와 PF에 대해 전체 미세조직의 퍼센트의 전체 용적 분율은 이하의 식에 의하여 BFmatrix와 PFmatrix를 계산함으로써 산출된다:
BF = BFmatrix x fmatrix 및 PF = PFmatrix x fmatrix
여기서 fmatrix 는 전체 미세조직의 퍼센트로 표시된 매트릭스의 용적 분율로서 정의되었다(즉, 적어도 0.95(또는 95%)).
여기 설명된 EBSD 절차는 상기 설명된 MOD 지수와 20°- 50°의 MOD 세기를 기초로 시트(1A 내지 10E)의 미세조직의 특성을 확인하기 위하여 사용되었다. 또한, 높은 IQ Fe(a) 격벽은 다각형 페라이트와 베이나이트 페라이트의 합(PF + BF)의 분율을 정량화하기 위하여 사용되고, 낮은 IQ Fe(a) 격벽과 Fe(γ)의 격벽의 합은 마르텐사이트와 잔류 오스테나이트의 총 분율(M + RA)을 정량화하기 위하여 사용된다. 산출된 분율(PF + BF),(M + RA) 및 시트(1A 내지 10E)의 20°- 50°의 MOD 지수들은 표 2에 잘 표시되고 MOD 지수를 기초로 결정된 총 미세조직의 용적 퍼센트로 BF와 PF의 용적 분율은 표시된다.
표 2에 제공된 결과들은 불연속 항복과 항복점 연신이 표 1에 630℃ 내지 600℃로 표시된 강(A 내지 E)의 권취 온도를 저하시킴으로써 효과적으로 억제될 수 있다. 권취 온도는 630℃ 내지 600℃로 감소됨에 따라, M +RA의 분율의 작으나 상당한 증가는 실현된다. 다시, 최종 미세조직에서의 M + RA 상 성분의 이러한 존재는 불연속 항복 및 항복점 연신(Ae)을 효과적으로 억제하고 연속 작업 경화 응답을 증대시킨다. 동시에, 항복비(=YR)의 손실은 조성(A 내지 E)을 갖는 시트들에 대해 630℃에서 600℃로 30℃만큼 권취 온도를 저하시킴으로써 유지되고 600℃에서 권취에 의하여 얻어진 시트(1A, 3B, 5C, 7D, 및 9E)의 YR은 0.7 위로 통상적인 값을 가지므로 여전히 높게 유지된다.
표 1과 2에 도시된 결과들은 또한 Mo 및/또는 Cr의 증가에 의하여 MOD 지수의 증가와 20°- 50°MOD 세기의 감소를 유발하여, Mo 및/또는 Cr의 증가가 최종 미세조직에서의 베이나이트 특성의 양의 증가를 유발함을 반영하는 것을 보여준다. 0.495와 0.651%의 비교적 높은 Mo + Cr 함량을 가진 1A와 3B의 MOD 지수는 각각 0.87과 1.09이며, 반면에 대략 0.35의 상당히 낮은 Mo+Cr 함량을 가지는 5C와 7D는 0.49 및 0.57의 상당히 낮은 MOD 지수를 각각 가진다. 더욱 많은 베이나이트 미세조직을 증대시키는 것은 제외하고, 증가된 Mo 및/또는 Cr - 따라서 증가된 경화능 - 은 또한 예1에 사용된 600°에서의 권취에 의한 최종 미세조직에서의 M + RA 상 성분의 분율의 증가를 유발한다. 600°에서의 권취에 의해 제조되고 0.495 및 0.651%의 비교적 높은 Mo +Cr 함량을 가진 1A와 3B의 미세조직은 대략 3.6 및 3.9%의 M +RA 상 성분을 각각 포함하고, 반면에 600°에서의 권취에 의해 제조되고 대략 0.35%의 비교적 낮은 Mo +Cr 함량을 가진 5C와 7D의 미세조직들은 대략 1.3 및 1.6%의 상당히 낮은 M + RA 분율을 함유한다. 이들 결과들이 보여주는 것은 증가된 수준의 Mo 및/또는 Cr은 실제로 보다 많은 입상 베이나이트 유형의 미세조직을 증대시키고, 입상 베이나이트는 작은 양의 M +RA 상 성분을 포함하는 BF 상 성분으로 구성되는 미세조직 유형으로 정의된다. 실제로, 결과에 의하면, 표 1에 도시된 바와 같은 조성(A 내지 E)과 Mo 및 Cr 수준과 비교적 높은 권취 온도는 이미 상당하거나 또는 현저한 (입상) 베이나이트 미세조직을 증대시킨다. 이러한 것의 이점은 또한 이러한 권취 온도에서, 석출 동력이 여전히 Nb 및 - 최대- V와 Ti와 같은 마이크로-합금화 성분에 의하여 석출 경화를 상당히 달성할 수 있어서, 한편으로 베이나이트 유형의 (입상) 미세조직으로 증가된 강도 수준이 달성될 수 있고 동시에 매트릭스의 BF 또는 PF 부분에서 (조립) 시멘타이트의 생성을 억제하기 위하여 석출 공정에서 C와 결합하는 것이다. 이는 다시 구멍-확장 성능과 고 강도와 같이 인장 연신 사이의 균형을 최적화하기 위하여 바람직하다.
상당한 마이크로-합금화 첨가물의 이점 및 상당한 정도로 C는 탄화물 및 카보나이트라이드 석출 공정에 혼입되어 베이나이트 상의 성분의 시멘타이트 양(층 사이 및 층내의)을 감소시키거나 및/또는 PF 결정립들 사이의 입자 경계의 시멘타이트 또는 펄라이트의 양을 감소시키는 사실이 이하와 같이 합리화될 수 있다. 시멘타이트 또는 펄라이트의 성분들은 변형시 (미세한) 공동의 형성을 위한 잠재적인 핵생성 부위로서 작용할 수 있으므로 그 양을 감소시키면 인장 연신 및 구멍-확장 비율의 성능에 긍정적인 영향을 미칠 것이다(예2 참조). 이는 본 발명의 주요한 금속학적 특징의 하나를 예시하며, 이는 대략 또는 550℃ 아래의 권취 온도에서 통상 얻어지는 상당하거나 또는 지배적인 (입상) 베이나이트 미세조직이 550℃ 내지 600℃의 범위의 상승된 권취 온도에서 충분한 수준의 Mo 및/또는 Cr을 사용함으로써 달성될 수 있으며, 석출 동력은 여전히 한편으로 상당한 석출 경화를 달성하고 다른 한편 층 사이 및 층 내의 시멘타이트를 억제하기 위하여 탄화물 및/또는 카보나이트라이드 석출물을 통해 C를 연결하기에 충분하다는 점이다. 이로써 인장 연신 및 구멍-확장 비율의 면에서 높은 성형성과 비교적 높은 강도 수준을 결합할 수 있다(예 2).
시트(1A 내지 8D)와 시트(9E 내지 10E) 사이의 비교는 석출경화 성분(V)이 높은 수준의 Ti에 의하여 대체될 때 λ에 대한 성능의 상당한 차이 및 특징을 보여준다. Ti 합금화는 대형 입방체 TiN 함유물의 존재를 증대시키는 것으로 잘 알려지고, 이는 다시 펀칭 및/또는 성형 작동 동안 응력 상승요소로서 작용할 수 있어서, 미세조직에서 공동 및/또는 작은 균열의 형성을 초래할 수 있다. 이들 미세조직의 결함은 신장-플랜지 설형성을 손상시키고 피로 저항을 악화시킬 수 있다. 표 2 도시의 결과들은 이에 합치한다. 본 발명의 V-합금화된 시트(1A 내지 8D)의 경우 구멍-확장 비율(λ)에 의하여 표시된 신장-플랜지 성형성은 비교예의 Ti-합금화된 시트(9E와 10E)에 비교해서 상당히 더 높다. 특히, 비교적 작은 600°의 권취 온도에 의하면, 효과는 강력하다. V-합금화된 시트(1A, 3B, 5C, 및 7D)의 비율(λ)의 값은 65와 80% 사이이고,Ti합금화된 강 시트(9E)의 경우, λ은 단지 47%이다. 이들 결과는 너무 높은 Ti 함량은 구멍-확장 성능의 상당한 악화를 초래할 수 있음을 보여주고 따라서 회피된다. 그럼에도 불구하고, 특히 적어도 780MPa, 또는 바람직하게 950MPa의 높은 인장 강도가 필요할 때, 결과들은 또한 Ti는 잠재적인 석출 경화제임을 보여준다. 그러므로, Ti는 본 발명에서 선택적인 합금화 성분으로 생각되고 그리고 - 사용될 때 - 그 함량은 최대 0.14%로 한정되고 그리고 바람직하게 가능한 (결정립) 입방체 TiN 함유물의 존재를 피하기 위하여 낮은 N 함량과 결합하여 사용된다.
이러한 예의 결과는 한편으로 양호한 신장-플랜지 성형성과 롤-성형 작동(높은 항복 응력/비 및 불연속 항복 및 항복점 연신이 없는)을 위한 양호한 인장 성능 특징 사이의 최적의 균형을 달성하기 위하여, 상당하거나 또는 지배적인 베이나이트 매트릭스 및 소량의 M+RA 상 성분들이 - 또는 소위 입상 베이나이트 미세조직 - 이들 특성들 사이의 양호한 교환을 제공하여, 냉간 펼침성과 신장-플랜지 성형에 관련된 우수한 냉간-성형 성능과 상기 설명된 인장 특성에 관련된 양호한 롤-성형 성능이 중요한 자동차 샤시 및 서스펜션 용도들에 대해 이들 유형의 고 강도 강이 우수한 후보인 것을 보여준다.
예-2: 표 1에 표시된 화학 조성을 가지는 강(F 내지 H)들이 표 3에 주어진 조건 아래 약3.5mm 최종 두께로 열간-압연되어, 시트(1F 내지 6H)를 제조하였다. 인장 시험에 앞서, 열간-압연 시트들이 산세되었다.
표 3의 시트(1F 내지 6H)들의 보고된 인장 특성은 EN 10002-1/ISO 6892-1 (2009)에 따라 압연 방향에 평행인 인장 시험을 규정하는 A50 인장 시험 요강(게이지 길이 50mm)에 기초한다. 표 3의 시트(1F 내지 6H)들의 보고된 정상 구멍-확장 비(λN)는 예1에 보고된 바와 같이 결정되었고 강 시트(2F)의 비(λN)는 1의 수치 값으로 설정된다.
시트(1F 내지 6H)들의 미세조직은 미세조직의 주요한 특성을 확인하고 그의 상 성분과 분율을 결정하기 위하여 후방산란 전자회절(EBSD)을 사용하는 것을 특징으로 한다. 이러한 목적으로서, 예1에서 보고된 바와 같이 샘플 준비, EBSD 데이터 수집 및 EBSD 데이터 평가에 대한 절차들이 진행되었다. 표 3에는 MOD 지수와 시트(1F 내지 6H)의 20°- 50°MOD 세기와 함께 마르텐상이트와 잔류-오스테나이트(M + RA)의 합의 분율과 다각형 페라이트 및 베이나이트 페라이트(PF + BF)의 합의 분율이 보고되었으며 MOD 지수를 기초로 결정된 전체 미세조직의 용적 퍼센트로 표현된 BF와 PF의 용적 분율이 보고되었다.
표 3에 표시된 인장 결과는 표 3에 보고된 바와 같이 합금(F 및 G)에 대해 630°에서 600°로의 권취 온도의 저하는 불연속 항복 거동 및 항복점 연신을 억제하고 600°의 비교적 높은 권취 온도에서 상당히 (입상) 베이나이트 미세조직을 실질적으로 증대시키고 M +RA 상 성분의 작은 분율을 1 내지 1.5%에 근접하게 증대시킨다.
한편으로 600°에서 권취된 시트(1F 및 3G)와 다른 한편 600°에서 권취된 시트(5H) 사이의 비교는 강도와 성형성 사이의 균형에 대한 마이크로-합금화의 영향 및 중요성을 보여준다. V-합금화된 시트(1F 내지 3G)의 항복강도와 인장 강도는 960 및 1045MPa에 각각 근접하고, V합금 성분이 없는 시트(5H)의 항복강도와 인장 강도는 각각 대략 640 및 750MPa로서 휠씬 작은 값이다. 시트(1F와 3G) 및 시트(5H) 사이의 항복 및 인장 강도 차이는 대략 300Mpa이었다. 이러한 강도 증가는 시트(1A 및 3B)에 대해 사용된 0.3% 의 V 첨가에 의하여 주로 공급되었다. 동시에, 시트(1F, 3G 및 5H)의 보고된 A50 인장 연신 및 값(λN)은 강도에서 300MPa의 증가는 구명-확장 성능의 주요한 손실과 연관되지 않앗음을 보여준다. 실제로, 1F와 3G의 N-값은 각각 0.62와 0.50으로, 5H의 값(λN)인 0.55에 근접하였다. 더욱이, 또한 1F와 3G의 A50 인장 연신은 5H의 인장 연신에 근접하였다.
시트(1F 및 3G)의 비교적 높은 구멍-확장 비율은 크게 (입상) 베이나이트 미세조직에서의 시멘타이트 생성은 탄화물 및/또는 카보나이트라이드 석출 과정에서 C를 연결하는 것에 의하여 억제되는 사실의 결과이다. 시멘타이트는 펀칭이나 피로 시험시 공동의 햇생성 및 미세-균열의 잠재적인 부위로 작용할 수 있으므로, C를 충분히 또는 부분적으로 연결하기 위하여 마이크로-합금화 성분의 충분한 수준을 사용함으로써 시멘타이트 양을 감소시키는 것은 향상된 구멍-확장 비율 성능 및 향상된 피로 저항을 야기할 것이다. 다시, 이는 자동차 샤시 및 서스펜션 용도들에서 본 발명의 시트의 향상된 제조 특징을 생성할 것이며 피로 저항에 대해 이들 본 발명의 시트들의 가동 성능에 긍정적인 영향을 미칠 것이다.
이러한 관찰에 의하면, 본 발명은 한편으로 강도와 다른 한편으로 신장-플랜지 성형성 및 냉간 펼침성(stretchability)의 면에서 표현된 바와 같은 성형성 사이의 우수한 교환을 허용함을 보여준다. 강도와 성형성 사이의 이러한 우수한 균형은 Mo 및/또는 Cr 첨가물의 적절한 사용에 기인하여 비교적 높은 권취 온도, 예컨대, 550 내지 600℃ 범위의 온도에서 형성될 수 있는 상당한 -주요한 - 베이나이트 미세조직에 의하여 달성될 수 있다. 이러한 범위의 권취 온도는 상당한 또는 바람직하게 - 주요한 - (입상) 베이나이트 미세조직을 기초로 여전히 적어도 780MPa 수준의, 또는 바람직하게 적어도 950MPa 수준의 인장 강도를 구현하기 위하여 상당한 석출 경화를 얻을 수 있도록 충분한 석출 동력을 여전히 허용한다.
Mo 및 선택적인 Cr의 첨가는 경화능을 제공하기 위하여 그리고 작으나 충분한 양의 M +RA 상 성분을 함유하는 베이나이트 미세조직을 증대시키기 위하여 중요하다. 따라서, 본 발명 시트의 미세조직은 -적어도 부분적으로 - 입상 베이나이트로서 분류될 수 있다. BF 상 성분들 사이에 매입된 이들 제2 상 지역의 존재는 불연속 항복 및 항복점 연신을 억제하기에 효과적이고 따라서 롤-성형 용도에 효과적인 비교적 높은 항복 강도 및 항복 비(YR)에 결합된 연속 작동 경화 거동을 증대시키기에 효과적이다. 그러나, 구멍-확장 성능을 감소시키고 항복 강도의 손실을 야기할 것이므로, M +RA 상 성분의 양은 너무 크지 않을 것이다. 대신에, M+ RA 상 성분의 양은 한편으로 그의 분율이 연속 작동 경화 및 비교적 높은 항복 강도를 제공하도록 충분히 높으나, 항복 강도와 항복 비(YR)의 상당한 손실 및 구멍-확장 성능의 실질적인 악화를 초래하지 않도록 균형을 이루어야 한다. 최대 5%까지의 용적 분율이 본 발명에 필요하다. 바람직하게, M + RA 상 성분의 양은 적어도 0.8% 및/또는 최대 4%이다.
예 3: 표 1에 표시된 화학 조성을 가지는 강(I 내지 L)들이 표 4에 주어진 조건 아래 대략 3.6mm의 최종 두께로 열간-압연되어, 시트(1I 내지 4L)을 제조하였다. 인장 시험에 앞서, 열간-압연 시트들은 산세되었다.
표 4의 보고된 인장 특성(1I 내지 4L)들은 EN 10002-1/ISO 6892-1 (2009)에 따른 압연 방향에 병렬인 인장 시험에 의한 A50 인장 시험 요강(게이지 길이 50mm)을 기초로 한다. 표 4의 시트(1I 내지 4L)의 보고된 구멍 확장 성능 비(λ)는 예 1에 보고된 바와 같이 결정된다.
시트(1I 내지 4L)들의 미세조직은 상 성분 및 그 분율을 결정하고 미세 조직의 주요 특성을 확인하기 위하여 후방산란 전자회절(EBSD) 기술을 사용하는 것을 특징으로 한다. 이를 위하여 샘플 준비, EBSD 데이터 수집 및 EBSD 데이터 평가에 대한 동일한 절차들이 예 1 및 2에 대해 보고된 바와 같이 진행되었다.
미세조직의 주요 특징을 확인하고 그의 상 성분 및 분율을 결정하기 위하여 시트(1I 내지 4L)의 미세조직은 후방산란 전자회절(EBSD)를 사용하는 것을 특징으로 한다. 이를 위하여 예1과 2에서 보고된 바와 같이 샘플 준비, EBSD 데이터 수집 및 EBSD 데이터 평가에 대한 절차들이 진행되었다. 표 4에는 MOD 지수와 20°- 50°MOD 세기와 함께 시트(1I 내지 4L)의 마르텐사이트와 잔류-오스테나이트(M + RA)의 합의 분율과 다각형 페라이트 및 베이나이트 페라이트(PF + BF)의 합의 분율이 보고되었으며 MOD 지수를 기초로 결정된 전체 미세조직의 용적 퍼센트로 표현된 BF와 PF의 용적 분율이 보고되었다. 이 예들에서 모든 강은 조성, 공정, 미세조직, 인장 특성, 및 구멍-확장 성능 값의 면에서 본 출원의 발명 예들로 생각된다.
Claims (22)
- 연속 항복 거동을 가지며 총 연신, 신장-플랜지(stretch-flange) 성형성, 및 피로 저항의 우수한 결합을 가진 780MPa 또는 그보다 더 높은 인장 강도를 가진 고강도 열간-압연된 강 시트로서, 중량%로:
0.08 내지 0.14%의 C;
1.0 내지 2.0%의 Mn;
0.05 내지 0.45%의 Mo;
0.10 내지 0.40%의 V;
0% 초과 및 최대 1.2% Cr;
0% 초과 및 최대 0.14%의 Ti;
0.01 내지 0.10%의 Nb;
0.05 내지 0.5%의 Si;0% 초과 및 최대 0.04% P;
0% 초과 및 최대 0.008% S;
0% 초과 및 최대 0.1% Al_sol;
0% 초과 및 최대 0.020% N;
잔여량의 Fe 및 불가피 불순물;을 포함하고,
상기 강 시트는 다각형 페라이트(polygonal ferrite; PF)와 베이나이트 페라이트(bainitic ferrite; BF) 및 0.8 용적% 내지 5 용적%의 ∑(마르텐사이트와 잔류-오스테나이트)의 혼합물로 구성되는 매트릭스를 함유하는 미세 조직을 가지며, PF와 BF는 V 또는 Mo의 복합 탄화물 또는 탄-질화물에 의하여 석출-강화되고, 매트릭스는 (매트릭스의 용적%에 대해) 적어도 40%의 BF 및 최대 60%의 PF를 함유하고(단, 각 성분들의 합은 100 중량%를 초과하지 않음),
Ti가 0.01% 이상인 경우 이하의 식 1을 만족하고, Ti가 0.005% 이하인 경우 이하의 식 2를 만족하는, 강 시트.
[식 1]
[식 2]
- 제 1 항에 있어서,
950MPa 또는 그 이상의 인장 강도를 가지는, 강 시트. - 제 1 항에 있어서,
상기 강 시트는, 중량%로서:
적어도 0.15% Mo, 또는
적어도 0.20% Cr, 또는
적어도 0.02% Nb 중 적어도 하나를 포함하는, 강 시트. - 제 1 항에 있어서,
최대 Cr 함량은 1.0%인, 강 시트. - 제 1 항에 있어서,
후방산란 전자회절(EBSD) 기술에 의하여 측정된 미세조직의 정상 방위차 각도분포(MOD) 프로파일에서의 20°내지 50°의 방위차 각도들의 세기 합은 최대 0.50인, 강 시트. - 제 1 항에 있어서,
후방산란 전자회절(EBSD) 기술에 의하여 측정된 미세조직의 정상 방위차 각도분포(MOD) 지수가 적어도 0.45인, 강 시트. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
항복비(yield ratio; YR)가 적어도 0.7이고 구멍 확장비(hole-expansion ratio; λ)가 40% 이상이거나, 또는
YR이 적어도 0.8이고 λ는 40% 이상이거나, 또는
YR이 적어도 0.7이고 λ는 50% 이상이거나, 또는
YR이 적어도 0.8이고 λ는 50% 이상이거나, 또는
YR이 적어도 0.7이고 λ는 60% 이상이거나, 또는
YR이 적어도 0.8이고 λ는 60% 이상이며,
인장 강도(TS)(MPa)와, 총 연신(El)(%), 및 시트 두께(t)(mm)가 (TS × El)/t0.2 > 12000의 식을 만족하는, 강 시트. - 제 1 항에 있어서,
상기 강 시트에는 상부면 또는 하부면에 아연을 이용하는 코팅이 구비되는, 강 시트. - 제 1 항에 있어서,
상기 강 시트는, 중량%로서:
0% 초과 및 최대 0.003% B;
를 더 포함하는, 강 시트. - 제 1 항에 있어서,
상기 강 시트는, 중량%로서:
0 초과 및 최대 100ppm의 Ca;
를 더 포함하는, 강 시트. - 제 1 항에 있어서,
상기 PF와 상기 BF는 Ti 또는 Nb가 더 추가된 상기 복합 탄화물 또는 상기 탄-질화물에 의하여 석출-강화되는, 강 시트. - 제 1 항 내지 제 6 항, 및 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 하나에 따른 강 시트를 구성하는 성분으로 제조된, 강 스트립.
- 제 15 항에 따른 고강도 열간-압연된 강 스트립으로 제조된 제품으로서,
상기 강 스트립은 항복비(yield ratio; YR)가 적어도 0.7이고 구멍 확장비(hole-expansion ratio; λ)는 40% 이상이며, 인장 강도(TS)(MPa)와, 총 연신(El)(%), 및 시트 두께(t)(mm)가 (TS × El)/t0.2 > 12000의 식을 만족하는, 고강도 열간-압연된 강 시트로 제조된 제품. - 연속 항복 거동을 가지며 총 연신, 신장-플랜지(stretch-flange) 성형성, 및 피로 저항의 우수한 결합을 가진 780MPa 또는 그보다 더 높은 인장 강도를 가진 제 1 항 내지 제 6 항, 및 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 하나에 따른 고강도 열간-압연된 강 시트를 제조하는 방법에 있어서,
상기 방법은 슬래브를 주조하는 단계를 포함하고, 상기 슬래브는, 중량%로:
0.08 내지 0.14%의 C;
1.0 내지 2.0%의 Mn;
0.05 내지 0.45%의 Mo;
0.10 내지 0.40%의 V;
0% 초과 및 최대 1.2%의 Cr;
0 초과 및 최대 0.14%의 Ti;
0.01 내지 0.10%의 Nb;
0.05 내지 0.5%의 Si;
0% 초과 및 최대 0.04% P;
0% 초과 및 최대 0.008% S;
0% 초과 및 최대 0.1% Al_sol;
0% 초과 및 최대 0.020% N;
잔여량의 Fe 및 불가피 불순물;을 포함하고,
응고된 슬래브를 1050 내지 1250℃의 온도로 재가열하는 단계, 상기 강 슬래브를 열간-압연하고 Ar3-온도 또는 그 이상의 마무리 열간-압연 온도에서 상기 열간-압연을 마무리하는 단계, 상기 열간-압연된 강 시트를 10℃/s 내지 150℃/s의 평균 냉각 속도로 권취 온도까지 냉각시키는 단계, 및 450 내지 620℃의 온도 범위에서 상기 열간-압연된 강 시트를 권취하여, 다각형 페라이트(polygonal ferrite; PF)와 베이나이트 페라이트(bainitic ferrite; BF) 및 0.8 용적% 내지 5 용적%의 ∑(마르텐사이트와 잔류 오스테나이트)의 혼합물로 구성되는 매트릭스를 포함하는 미세 조직을 생성하는 단계;를 더 포함하고,
상기 PF 및 BF는 V 또는 Mo의 복합 탄화물 또는 카보나이트라이드에 의하여 석출-강화되고, 매트릭스는 (매트릭스의 용적%에 대해) 적어도 40%의 BF 및 최대 60%의 PF를 함유하는,
(단, 각 성분들의 합은 100 중량%를 초과하지 않는) 강 시트의 제조방법. - 제 17 항에 있어서,
권취된(coiled) 열간-압연된 강 시트는 수조 내에 권취된 코일을 침지하여 냉각되거나 또는 물 분무에 의하여 상기 코일을 냉각하여 냉각이 실시되는, 강 시트의 제조방법. - 제 1 항 내지 제 6 항, 및 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 하나에 따른 고강도 열간-압연된 강 시트로 제조된 제품으로서,
상기 강 시트는 항복비(yield ratio; YR)가 적어도 0.7이고 구멍 확장비(hole-expansion ratio; λ)는 40% 이상이며, 인장 강도(TS)(MPa)와, 총 연신(El)(%), 및 시트 두께(t)(mm)가 (TS × El)/t0.2 > 12000의 식을 만족하는, 고강도 열간-압연된 강 시트로 제조된 제품. - 연속 항복 거동을 가지며 총 연신, 신장-플랜지(stretch-flange) 성형성, 및 피로 저항의 우수한 결합을 가진 780MPa 또는 그보다 더 높은 인장 강도를 가진 제 15 항에 따른 고강도 열간-압연된 강 스트립을 제조하는 방법에 있어서,
상기 방법은 슬래브를 주조하는 단계를 포함하고, 상기 슬래브는, 중량%로:
0.08 내지 0.14%의 C;
1.0 내지 2.0%의 Mn;
0.05 내지 0.45%의 Mo;
0.10 내지 0.40%의 V;
0% 초과 및 최대 1.2% Cr;
0% 초과 및 최대 0.14%의 Ti;
0.01 내지 0.10%의 Nb;
0.05 내지 0.5%의 Si;
0% 초과 및 최대 0.04% P;
0% 초과 및 최대 0.008% S;
0% 초과 및 최대 0.1% Al_sol;
0% 초과 및 최대 0.020% N;
잔여량의 Fe 및 불가피 불순물;을 포함하고,
응고된 슬래브를 1050 내지 1250℃의 온도로 재가열하는 단계, 상기 강 슬래브를 열간-압연하고 Ar3-온도 또는 그 이상의 마무리 열간-압연 온도에서 상기 열간-압연을 마무리하는 단계, 상기 열간-압연된 강 스트립을 10℃/s 내지 150℃/s의 평균 냉각 속도로 권취 온도까지 냉각시키는 단계, 및 450 내지 620℃의 온도 범위에서 상기 열간-압연된 강 스트립을 권취하여, 다각형 페라이트(polygonal ferrite; PF)와 베이나이트 페라이트(bainitic ferrite; BF) 및 0.8 용적% 내지 5 용적%의 ∑(마르텐사이트와 잔류 오스테나이트)의 혼합물로 구성되는 매트릭스를 포함하는 미세 조직을 생성하는 단계;를 더 포함하고,
상기 PF 및 BF는 V 또는 Mo의 복합 탄화물 또는 카보나이트라이드에 의하여 석출-강화되고, 매트릭스는 (매트릭스의 용적%에 대해) 적어도 40%의 BF 및 최대 60%의 PF를 함유하는,
(단, 각 성분들의 합은 100 중량%를 초과하지 않는) 강 스트립의 제조방법. - 제 17 항에 있어서,
상기 슬래브는 중량%로:
0% 초과 및 최대 0.003% B;
를 더 포함하는, 강 시트의 제조방법. - 제 20 항에 있어서,
상기 슬래브는 중량%로:
0% 초과 및 최대 0.003% B;
를 더 포함하는, 강 스트립의 제조방법.
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