KR20090093987A

KR20090093987A - 캔용 강판 및 그 모재에 사용하는 열연 강판 그리고 이들의 제조 방법

Info

Publication number: KR20090093987A
Application number: KR1020097012545A
Authority: KR
Inventors: 유카 니시하라; 가츠미 고지마; 히로키 이와사; 요슌 야마시타; 겐지 이이즈미; 쇼조 오기모토
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2008-02-22
Publication date: 2009-09-02
Also published as: KR101167544B1; JP5162924B2; EP2128289A4; WO2008105524A1; EP2128289B1; EP2128289A1; JP2008214658A; EP2128289B2; CN101595234A; CN101595234B

Abstract

캔용 강판을 제조할 때, C : 0.01 ∼ 0.12％, Si : 0.005 ∼ 0.5％, Mn : 0.3 ∼ 1.5％, P : 0.005 ∼ 0.2％, Al : 0.10％ 이하, N : 0.012％ 이하, Nb : 0.005 ∼ 0.10％ 를 함유시켜 고용 강화, 석출 강화, 세립화 강화를 조합함으로써, 실질적으로 페라이트 단상 조직이고 평균 결정 입경이 7㎛ 이하이며, 도장 베이킹 처리 후의 특성이, 항복 강도 : 500㎫ 이상, 항복비 : 0.9 이상, 전체 연신율 : 10％ 이상, Δr : -0.50 ∼ 0 이 되는 강판을 얻는다. 특히 열연 조건을 FT : 870℃ 이상, 열연 후의 냉각 속도 : 40℃/s 이하, CT : 620℃ 이상으로 하고, 그 캔용 강판의 압연 소재가 되는 열연 강판의 평균 결정 입경을 6㎛ 이상으로 한다.

Description

캔용 강판 및 그 모재에 사용하는 열연 강판 그리고 이들의 제조 방법 {STEEL SHEET FOR CANS, HOT-ROLLED STEEL SHEET TO BE USED AS THE BASE METAL AND PROCESSES FOR PRODUCTION OF BOTH}

본 발명은 캔용 강판 (tin mill black plate), 및 그 모재 (base material) 에 사용하는 열연 강판 (hot-rolled steel sheet) 에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 캔용 강판 및 그 모재 열연 강판의 제조 방법에 관한 것이다. 상세하게는, 고연성, 고강도를 가지며 이방성 (Δr) (in-plate plastic anisotropy) 이 작은 캔용 강판, 및 그 모재에 사용하는 열연 강판, 그리고 이들의 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 스틸캔의 수요를 확대하기 위해, 캔 제조 비용의 저감, 보틀캔 (bottle shaped can) 이나 이형 캔 (shaped can) 과 같은 신규 캔 종류의 시장 투입 등의 대책이 세워지고 있다.

캔 제조 비용의 저감책으로서는, 소재의 저비용화를 들 수 있다. 즉, 드로잉 가공 (drawing) 을 실시하는 2 피스 캔에서도, 단순한 원통 성형이 주체인 3 피스 캔에서도, 사용하는 강판의 박육화 (gauge down : 박(薄)게이지화, 게이지 다운) 가 진행되고 있다.

단, 단순히 강판을 박육화하면 캔체 강도가 저하되기 때문에, 단순히 박육화하기만 한 강판을 사용할 수 없어, 매우 얇고 경질 (hard) 인 캔용 강판을 사용할 필요가 있다.

현재, 이와 같은 매우 얇고 경질인 캔용 강판은, 소둔 후에 2 차 냉연 (secondary cold rolling) 을 실시하는 Double Reduce 법 (이하, DR 법이라고 한다) 에 의해 제조되고 있다. DR 법으로 제조한 강판은 고강도이면서 또한 항복 연신율 (yield point elongation) 이 작다는 특징이 있다. 보텀 가공 (bottom forming) 을 수반하는 DRD 캔 (drawn and redrawn can) 용도에서는, 스트레처 스트레인 (stretcher strain) 의 발생을 방지하기 위해 가능한 한 항복 연신율이 작은 것이 바람직하고, 그 점에서 DR 법은 유효하다. 그러나, DRD 캔에서는 이어링의 발생 (earing) 이 작을 것이 요구되지만, DR 법에서는 이방성이 커지는 경향이 있기 때문에 이어링이 발생되기 쉬워, 이어링의 발생을 방지하기 위해 이방성 (Δr 로 나타낸다) 을 작게 한다는 과제가 있다.

한편, 최근 시장에 투입되고 있는 이형 캔 등은, 높은 가공도의 캔 동체 가공 (body shaping) 을 수반한다. 그러나, 연성이 부족한 DR 재는 가공성이 떨어지기 때문에 이형 캔 등에 적용하기 어렵다. 또한, DR 재는 통상의 소둔 후 조질 압연 (조압) 을 실시하는 강판과 비교하여 제조 공정도 증가되기 때문에, 생산 비용이 높다.

이와 같은 DR 재의 결점을 회피하기 위해, 2 차 냉연을 생략하고, 주로 1 차 냉압 (cold rolling) 및 소둔 공정에서 특성을 제어하는 Single Reduce 법 (SR 법) 에 있어서, 여러 가지 강화법을 사용하여 고강도 강판을 제조하는 방법, 혹은 이어링의 발생률이 작은 강판을 제조하는 방법이 하기와 같이 여러 가지 제안되어 있다.

예를 들어, 일본 공개특허공보 2001-107186호 (특허 문헌 1) 에서는, C 및 N 을 다량 (합계로 0.0050 질량％ 이상) 첨가하여 베이킹 경화 (bake hardening) 시킴으로써, DR 재와 동등한 고강도 캔용 강판을 얻는 기술이 제안되어 있다. 이 기술에서는, N 의 첨가량, 열간 압연 (hot rolling) 종료 후의 강제 냉각 및 저온 권취 (600℃ 이하) 에 의한 AlN 석출의 방지, 열처리 조건 (예를 들어, 재결정 소둔 (recrystallization annealing) 후의 급랭) 등에 의해, 시효에 따라 얻어지는 경도를 조정하고 있다. 그리고, 도장 베이킹 처리 (baking after lacquering) 후의 항복 응력 (YS : yield strength, 항복점 (YP) : yield point 라고도 한다) 이 550㎫ 이상으로 높다.

또, 일본 공개특허공보 평11-199991호 (특허 문헌 2) 도, 특허 문헌 1 과 마찬가지로, 도장 후 베이킹 처리에 의해 고강도화시키는 기술을 제안하고 있다. 단, 동 공보의 기술에서는 내시효성 (non-ageing property) 도 확보하기 위해, 고용 C (solute C) (5 ∼ 15ppm 정도) 에 의한 시효를 주체로 하고, 연속 소둔 (continuous annealing) 에서 탈탄 처리를 실시하고 있다. 또한, N 은 시효 원소로서 이용하지 않고, 600℃ 이상 (실질적으로 680℃ 정도) 의 권취 등에 의해 AlN 으로서 석출시켜서 고정시키고 있어, 결과적으로 얻어지는 베이킹 경화량은 40 ∼ 55㎫ 정도로 되어 있다.

일본 공개특허공보 2005-336610호 (특허 문헌 3) 에서는, Nb 탄화물에 의한 석출 강화 (precipitation hardening) 나 Mn, P, N 에 의한 고용 강화 (solution hardening) 등을 복합적으로 조합하고, 또 평균 결정 입경 (average crystal grain size) 을 7㎛ 이하의 페라이트 (ferrite) 미세립 조직으로 함으로써, 높은 강도 (인장 강도 TS (tensile strength) : 550㎫ 이상) 와 높은 연성 (연신율 (elongation) : 10％ 이상) 을 겸비한 강판을 얻는 것을 제안하고 있다. 여기에서, 페라이트의 세립화는 C 함유량 (0.04 질량％ 이상), 권취 온도 (coiling temperature : CT) (630℃ 이하) 등에 의해 달성된다. 또, 이 기술로 얻어지는 YP 로서는 480 ∼ 550Pa 정도가 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 소59-129733호 (특허 문헌 4) 에서는, C 를 0.0030％ 이하로 억제하고, 10％ 이상의 조질 압연 (temper rolling) 을 실시하거나 함으로써, 항복 연신율 : 1.0％ 이하 정도로 하여 스트레처 스트레인의 발생을 방지하고, 또한 T4 ∼ T6 상당의 강도 레벨의 강을 얻는 제조 방법이 제안되어 있다.

일본 공개특허공보 평11-222647호 (특허 문헌 5) 에서는, 80 ∼ 88％ 의 1 차 냉압에 의해 얻어지는, 평균 결정 입경이 6㎛ 이하로 스트레처 스트레인 발생이 없고, 이어링의 발생률이 낮은 (Δr 이 ±0.1 이내) 극박 강판이 제안되어 있다.

또한, 일본 공개특허공보 2003-34825호 (특허 문헌 6) 에서는, 변태에 의한 세립화를 이용하여 고강도 강판을 얻는 기술을 제안하고 있다. 이 기술에서는, 저탄소강을 α + γ 역에서 열간 압연한 후 고속으로 냉각시키고, 소둔의 가열 속도를 규정함으로써, 강판을 세립화하여, 인장 강도 600㎫, 전체 연신율 30％ 이상을 갖는 강판을 얻고 있다.

먼저, 박육화하기 위해 강도 확보는 필수이며, 예를 들어 DR 재와 동일한 판두께 (0.15 ∼ 0.18㎜ 정도) 의 강판으로 현행의 캔체 강도를 얻기 위해서는 항복 강도를 500㎫ 이상으로 할 필요가 있다. 또, 캔 확대 가공 (expanding) 과 같은 높은 캔 동체 가공을 실시하는 캔체, 높은 플랜지 가공을 실시하는 캔체에는, 고연성의 강판을 적용할 필요가 있다. 그리고, DRD 캔 등의 2 피스 캔에 이어링의 발생률이 높은 강을 적용하면, 이어링부의 트림 영역 (margin) 이 증가되어 수율이 저하되기 때문에, 이어링의 발생이 작은, 요컨대 이방성이 작은 강판이 요망되고 있다.

상기 특성을 감안한 경우, 전술한 종래 기술에서는, 강도, 연성, 이방성 중 어느 것을 만족하는 강판을 제조하는 것은 가능하지만, 모두를 만족하는 강판은 제조할 수 없다.

예를 들어, 특허 문헌 1 에 기재된 C, N 을 다량으로 첨가하여 베이킹 경화성에 의해 강도를 상승시키는 방법은, 강도 상승에는 유효한 방법이긴 하다. 그러나, 특허 문헌 1 에서 얻어지는 조직에서는, 본 발명에서 목표로 하는 이방성은 얻어지지 않는다. 이것은, 후술하는 본 발명의 기술과 대비하여 생각하기에, 특허 문헌 1 의 기술에서는 열간 압연 종료 후 0.5s 이내에 강제 냉각을 개시하여 600℃ 이하의 권취 온도에서 감고, 다시 감은 후에 수냉하기 때문에, 열연 강판의 결정립이 충분히 성장하지 않는 것에 관련이 있는 것으로 생각할 수 있다.

특허 문헌 2 에서는, 베이킹 처리에 의해 시효 경화시키고 있지만, 실시예에 기재되어 있는 강의 인장 강도는 380㎫ 정도까지로, 본 발명에서 목표로 하는 항복 강도 500㎫ 이상은 얻어지지 않는다.

특허 문헌 3 에서는 석출 강화나 고용 강화 등에 의한 복합 강화에 의한 고강도화를 사용하고 있지만, 일반적으로 석출 강화를 이용한 강은 이방성이 떨어져, 특히 특허 문헌 3 에서 제안되어 있는 열연 조건으로는, 본 발명에서 목표로 하는 이방성은 얻어지지 않는다.

특허 문헌 4 에서는, 항복 연신율이 거의 0 이 되는 T6 레벨의 강을 기재하고 있지만, 10％ 이상의 압연율로 조질 압연을 실시할 필요가 있고, 실질적으로 DR 재와 동일한 제조 방법으로, 비용이 많이 든다. 또, T6 을 초과하는 강을 제조하는 기재는 보이지 않는다. 또한, 명세서 중에는 연성에 관하여 기재되어 있지 않지만, 10％ 이상의 압하율로 압연을 실시하면, 연성은 떨어지는 것으로 추정된다.

특허 문헌 5 에서는, 성분, 열연 조건 등의 제조 조건을 제어함으로써, 이어링의 발생을 억제하는 강판의 제조 방법이 개시되어 있지만, 실시예에 기재되어 있는 강의 항복 강도는 420㎫ 정도까지로, 본 발명이 목표로 하는 500㎫ 이상에는 도달하지 못했다.

특허 문헌 6 에서 제안되어 있는 급속 냉각에 의한 고강도화는, 조업상 비용이 많이 들게 된다. 또, 특허 문헌 6 에서 얻어지는 조직에서는, 본 발명에서 목표로 하는 이방성은 얻어지지 않는다. 이것은, 후술하는 본 발명의 기술과 대비하여 생각하기에, 특허 문헌 6 의 기술에서는, 열간 압연 종료 후에 1s 이내에 100℃/s 이상의 냉각 속도로 80℃ 이상의 온도 범위에 걸쳐 냉각시키고, 650℃ 이하에서 감기 때문에, 열연 강판의 결정립이 충분히 성장하지 않는 것에 관련이 있는 것으로 생각할 수 있다.

도 1 은 캔용 강판 (냉연 강판) 의 이방성 (Δr) (종축) 과 캔용 강판 모재인 열연 강판의 페라이트 평균 결정 입경 (횡축 : ㎛) 의 관계를 나타내는 도면이다.

본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 도장 베이킹 후에 500㎫ 이상의 항복 강도, 0.9 이상의 항복비, 10％ 이상의 전체 연신율을 갖고, 또한 Δr 이 -0.50 ∼ 0 이 되는 캔용 강판, 및 그 모재가 되는 열연 강판, 그리고 이들의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구를 실시하였다. 그 결과, 이하의 지견을 얻었다.

본 발명자들은 고용 강화, 석출 강화, 결정립 미세화 강화, 시효 경화의 복합적인 조합에 주목하였다. 즉, 고용 강화 원소를 사용하여 고용 강화하고, Nb, P, Mn 에 의한 고용 강화, 석출 강화 및 결정립 미세화 강화 (grain refining hardening) 를 도모하여 복합 강화함으로써, 고연신율을 유지하면서 고강도화한다. 또한, 강 중의 고용 C, 고용 N 을 이용함으로써, 도장 베이킹 후에 시효 경화에 의한 강도 증가를 도모한다. 그리고, 조직을 실질적인 페라이트 단상 (單相) 으로 하고, 페라이트 평균 결정 입경을 규정함으로써 높은 강도와 높은 연성의 양립을 유지하여, 500㎫ 이상의 항복 강도, 10％ 이상의 전체 연신율이 얻어진다. 특히, 본 발명에서는 석출 강화를 이용할 때에 과제가 되는 이방성의 열화에 주목하여, 열연 조건을 적절히 제어함으로써 이방성을 개선하여, Δr 을 -0.50 ∼ 0 으로 할 수 있게 된다.

본 발명에서는, 상기 지견에 기초하여 성분, 제조 방법을 종합적으로 관리함으로써, 고강도ㆍ고연성 캔용 강판 및 그 제조 방법을 완성하기에 이르렀다.

본 발명은, 이상의 지견에 기초하여 이루어진 것으로서, 그 요지는 이하와 같다.

[1] 질량％ 로, C : 0.01 ∼ 0.12％, Si : 0.005 ∼ 0.5％, Mn : 0.3 ∼ 1.5％, P : 0.005 ∼ 0.2％, Al : 0.10％ 이하, N : 0.012％ 이하, Nb : 0.005 ∼ 0.10％ 를 함유하고, 잔부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성과, 실질적으로 페라이트 단상인 조직을 갖고, 페라이트의 평균 결정 입경이 7㎛ 이하이며, 도장 베이킹 처리에 의해, 항복 강도 : 500㎫ 이상, 항복비 : 0.9 이상, 전체 연신율 : 10％ 이상, Δr : -0.50 ∼ 0 의 특성을 얻을 수 있는 캔용 강판.

[2] 상기 [1] 에 기재된 캔용 강판을 제조할 때에, 질량％ 로, C : 0.01 ∼ 0.12％, Si : 0.005 ∼ 0.5％, Mn : 0.3 ∼ 1.5％, P : 0.005 ∼ 0.2％, Al : 0.10％ 이하, N : 0.012％ 이하, Nb : 0.005 ∼ 0.10％ 를 함유하고, 잔부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강을 870℃ 이상의 마무리 온도 (finishing temperature : FT) 에서 열간 압연하고, 권취까지 40℃/s 이하의 평균 냉각 속도로 냉각시키고, 620℃ 이상의 권취 온도에서 감고, 이어서, 80％ 이상의 압하율로 냉간 압연을 실시한 후에, 650 ∼ 750℃ 의 균열 온도, 40s 이하의 균열 시간의 조건에서 연속 소둔을 실시하며, 1.5％ 이하의 조압률 (temper elongation) 로 조질 압연을 실시하는 것을 특징으로 하는 캔용 강판의 제조 방법.

[3] 질량％ 로, C : 0.01 ∼ 0.12％, Si : 0.005 ∼ 0.5％, Mn : 0.3 ∼ 1.5％, P : 0.005 ∼ 0.2％, Al : 0.10％ 이하, N : 0.012％ 이하, Nb : 0.005 ∼ 0.10％ 를 함유하고, 잔부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성과, 실질적으로 페라이트 단상인 조직을 가지며, 페라이트의 평균 결정 입경이 6㎛ 이상인, 캔용 강판 모재로서 사용하기에 적합한 열연 강판.

[4] 상기 [3] 에 기재된 열연 강판을 제조할 때에, 질량％ 로, C : 0.01 ∼ 0.12％, Si : 0.005 ∼ 0.5％, Mn : 0.3 ∼ 1.5％, P : 0.005 ∼ 0.2％, Al : 0.10％ 이하, N : 0.012％ 이하, Nb : 0.005 ∼ 0.10％ 를 함유하고, 잔부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강을 870℃ 이상의 마무리 온도에서 열간 압연하고, 코일 권취까지 40℃/s 이하의 평균 냉각 속도로 냉각시키며, 620℃ 이상의 권취 온도에서 감는 것을 특징으로 하는, 캔용 강판 모재로서 사용하기에 적합한 열연 강판의 제조 방법.

또한, 본 명세서에 있어서, 강의 성분을 나타내는 ％ 는, 모두 질량％ 이다. 또, 예를 들어 「Si : 0.005 ∼ 0.5％」라는 표기는, 「Si : 0.005% 이상, 0.5％ 이하」혹은 「0.005％ ≤ Si ≤ 0.5％」를 의미하는 것으로 한다.

또, 본 발명에 있어서, 도장 베이킹 처리란, 도장 베이킹 상당의 210℃, 20 분의 열처리를 실시하는 처리를 말하는 것으로, 예비 변형을 부여하여 시효 처리를 실시하는, 이른바 베이킹 경화 처리와는 상이하다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 캔용 강판은, 도장 베이킹 처리에 의해, 항복 강도 500㎫ 이상, 항복비 0.9 이상, 전체 연신율 10％ 이상, Δr -0.50 ∼ 0 의 강판 특성이 얻어지는 고강도 고연성의 캔용 강판이다. 여기에서, 도장 베이킹 처리는, 210℃, 20 분의 처리를 기준으로 하지만, 180 ∼ 265℃, 2 ∼ 30 분의 열처리라면 대체로 동등한 효과가 얻어진다. 또한, 시효 경화시키는 열처리로서, 도장 베이킹 처리가 아니라, 라미네이트 처리 (heat laminating) 를 실시해도 된다. 이하, 도장 베이킹 처리라고 할 때에는, 라미네이트 처리 등 동일한 가열 처리를 포함하는 것으로 한다.

또, 도장 베이킹 처리를 실시한, 상기의 강판 특성을 구비한 캔용 강판도 본 발명의 강판이다. 이 경우의 도장 베이킹 처리 조건도 상기 기준을 따른 것이 바람직하지만, 상기 강판 특성을 얻을 수 있는 조건이라면 특별히 한정은 없다.

통상적으로, DR 법을 사용하여 고강도화한 강판에서는, 수％ 밖에 연신율을 나타내지 않는다. 이에 대하여, 본 발명은, Nb, P, Mn 에 의해 고용 강화, 석출 강화, 결정립 미세화 강화된 강판을 연속 소둔에 의해 제조함으로써, 고연신율을 유지하면서 고강도화하는 것을 특징으로 한다. 또, 고용 C, N 의 적정량을 강 중에 잔존시킴으로써, 도장 베이킹 처리 등의 캔 제조 공정에서 필수적인 열처리에 의해 30㎫ 이상의 시효 경화를 일으킨다. 즉, 시효 경화로 YP 를 증가시킴으로써, 드로잉 캔에서의 저부의 내압 강도나, 용접 캔의 덴트 강도를 상승시킬 수 있게 한다.

또한, 열연시의 마무리 온도를 870℃ 이상, 그 후의 냉각 속도를 40℃/s 이하, 그리고 권취 온도를 620℃ 이상으로 함으로써, Δr : -0.50 ∼ 0 의 범위의 값을 얻는다.

이것들은 본 발명의 특징이며, 중요한 요건이다. 이와 같이, 고용 강화 원소, 석출 강화 원소, 미세화 강화 원소를 중심으로 하는 성분, 조직, 그리고 제조 조건의 적정화에 의해, 항복 강도가 500㎫ 이상, 항복비가 0.9 이상이고, 전체 연신율이 10％ 이상, 그리고 Δr 이 -0.50 ∼ 0 을 갖는 캔용 강판이 얻어진다.

다음으로, 본 발명의 캔용 강판의 성분 조성에 대하여 설명한다.

ㆍ C : 0.01 ∼ 0.12％

본 발명의 캔용 강판에서는, 연속 소둔, 조질 압연 후에 소정 이상의 강도 (항복 강도 500㎫ 이상) 를 달성하는 동시에 10％ 이상의 전체 연신율을 갖는 것이 필수이며, 이를 위해서는 페라이트 평균 결정 입경을 7㎛ 이하로 하는 것이 필요하다. 이들 특성을 만족하는 강판을 제조할 때에는, C 함유량이 중요하다. 특히 강판의 강도와 페라이트 평균 결정 입경에는, 탄화물의 양이나 밀도가 크게 관련되기 때문에, 석출에 이용할 수 있는 탄소량을 확보할 필요가 있다. 또한, 입계에 탄화물을 석출시킴으로써 P 의 입계 편석이 억제되어, P 의 고용 강화를 최대한으로 이용할 수 있다는 효과도 있다.

이상의 효과를 얻기 위해, C 첨가량의 하한은 0.01％ 로 한정한다. 한편, C 함유량이 0.12％ 를 초과하면, 강의 용제 (steel making) 시에, 냉각 과정 중에서 아포정 (亞包晶) 균열을 일으키기 때문에, 상한은 0.12％ 로 한정한다. 바람직한 하한은 0.04％ 이상, 바람직한 상한은 0.10％ 이하이다.

ㆍSi : 0.005 ∼ 0.5％

Si 는 고용 강화에 의해 강을 고강도화시키는 원소이지만, 다량으로 함유시키면, 내식성 (corrosion resistance) 이 현저히 저해된다. 따라서, Si 함유량의 상한은 0.5％ 로 한정한다. 바람직하게는 0.05％ 이하이다. 한편, 높은 내식성이 요구되는 용도에서는 Si 를 최대한 낮게 할 필요가 있지만, 저감 비용도 고려하여, 하한은 0.005％ 로 한정한다.

ㆍMn : 0.3 ∼ 1.5％

Mn 은 고용 강화에 의해 강의 강도를 증가시키고, 결정 입경도 작게 한다. 결정 입경을 작게 하는 효과가 현저히 생기는 것은 Mn 함유량이 0.3％ 이상으로, 목표로 하는 강도를 확보하기 위해서는 적어도 0.3％ 의 Mn 함유량이 필요하다. 따라서, Mn 함유량의 하한은 0.3％ 로 한정한다. 한편, Mn 을 다량으로 함유하면, 내식성이 떨어진다. 따라서, 상한은 1.5％ 로 한정한다. 바람직하게는 1.1％ 이하이다.

ㆍP : 0.005％ ∼ 0.2％

P 는 고용 강화능이 큰 요소이지만, 다량으로 첨가하면, 내식성이 현저히 저해된다. 따라서, 상한은 0.2％ 로 한정한다. 바람직하게는 0.1％ 이하이다. 한편, 높은 내식성이 요구되는 용도에서는 최대한 P 첨가량을 낮게 할 필요가 있지만, 저감 비용도 고려하여, 하한은 0.005％ 로 한정한다.

ㆍAl : 0.10％ 이하

Al 함유량이 증가하면, 재결정 온도의 상승이 초래되기 때문에, 소둔 온도를 높게 할 필요가 있다. 본 발명에서는, 강도를 증가시키기 위해 첨가한 다른 원소에 의해서도 재결정 온도의 상승이 초래되어 소둔 온도가 높아지기 때문에, Al 에 의한 재결정 온도의 상승은 회피하는 것이 바람직하다. 따라서, Al 함유량의 상한은 0.10％ 로 한정한다. 또한, 탈산을 충분히 실시하여, 산소의 잔류에 의한 강 중의 기포 발생을 억제하는 관점에서 0.02％ 초과를 함유시키는 것이 바람직하다.

ㆍN : 0.012％ 이하

N 은 시효 경화를 증가시키기 위해 효과가 있는 원소이다. 시효 경화의 효과를 발휘시키기 위해서는, 0.005％ 이상, 바람직하게는 0.0060％ 이상 첨가하는 것이 바람직하다. 한편, 다량으로 첨가하면, 열간 연성이 열화되어, 연속 주조시에 교정대 (unbending zone) 에서 슬래브 균열이 발생하기 쉬워진다. 따라서, N 함유량의 상한은 0.012％ 로 한정한다. N 에 의한 시효 경화를 적극적으로 활용하지 않는 경우에는, 0.001 ∼ 0.004％ 정도의 함유량이면 되지만, 그 경우는, 다른 강화 원소를 많이 첨가하지 않으면 YS 가 약간 낮아진다.

ㆍNb : 0.005％ ∼ 0.10％

Nb 는, 본 발명에서는 중요한 첨가 원소이다. Nb 는 탄화물 생성능이 높은 원소로서, 미세한 탄화물을 석출시켜 강도를 상승시킨다. 또, 페라이트를 세립화함으로서 강도를 상승시킨다. 게다가, 입경은 강도뿐만 아니라, 드로잉 가공시의 표면 성상에도 영향을 미친다. 최종 제품의 페라이트 평균 결정 입경이 7㎛ 를 초과하면, 드로잉 가공 후, 일부에서 표면 거침 현상이 발생하여, 표면 외관의 미려함이 없어진다. 이상과 같이 Nb 첨가량에 의해 강도나 표면 성상을 조정할 수 있고, 0.005％ 를 초과할 때에 이 효과가 발생한다. 따라서, 하한은 0.005％ 로 한정한다. 바람직하게는 0.01％ 이상이다.

한편, Nb 는 재결정 온도의 상승을 가져온다. 이 때문에, 0.10％ 초과로 함유시키면, 본 발명에서 규정하는 650 ∼ 750℃ 의 균열 온도, 40s 이하의 균열 시간으로 실시하는 연속 소둔에서는 미재결정이 일부 잔존하는 등, 소둔하기 어려워진다. 이 대책으로서 소둔 온도를 높게 하면, 재결정 조직은 얻어지지만, 강 중의 원소가 표층 농축되기 때문에, 표면 성상이 떨어진다. 따라서, Nb 첨가량의 상한은 0.10％ 로 한정한다. 바람직하게는 0.06％ 이하이다.

강판의 조성의 잔부는, Fe 및 불가피적 불순물로 한다. 불가피적 불순물로서는, 예를 들어 S 를 들 수 있다.

다음으로, 본 발명의 캔용 강판의 조직 및 강판 특성에 대하여 설명한다.

ㆍ페라이트 단상 조직, 페라이트 평균 결정 입경 : 7㎛ 이하

먼저, 본 발명에서는 실질적으로 페라이트 단상 조직으로 이루어지는 것으로 한다. 여기에서, 「실질적」으로란, 본 발명의 작용 효과의 관점에서, 페라이트 단상 조직과 동등하다는 의미이다. 예를 들어, 시멘타이트 등을 1％ 정도 이하로 함유하는 경우에도, 본 발명의 작용 효과를 나타내는 한, 실질적으로 페라이트 단상 조직이라고 판단한다.

또, 페라이트 평균 결정 입경이 7㎛ 를 초과하면, 캔 제조 후의 표면 외관의 미려함이 없어진다. 이것은 표면 거침 현상과 같은 표면 조도의 극단적인 변화에 대응하는 것이라고 생각할 수 있다. 특히, 이 현상은 2 피스 캔의 캔 동체부 (body of weld cans), 캔 확대 가공을 실시하는 3 피스 캔의 캔 동체부에서 확인된다. 이상으로부터, 페라이트 평균 결정 입경은 7㎛ 이하로 한다. 페라이트 평균 결정 입경의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 통상은 4㎛ 이상 정도가 된다.

또한, 페라이트 결정 입경은, JIS G0551 에서 규정되어 있는 절단법을 사용하여 측정한다.

또, 페라이트 평균 결정 입경은, 주로 강판 조성, 냉간 압연율, 소둔 온도를 조정하여 목표값으로 제어한다. 구체적으로는, C : 0.01 ∼ 0.12％, Si : 0.005 ∼ 0.5％, Mn : 0.3 ∼ 1.5％, P : 0.005 ∼ 0.2％, Al : 0.10％ 이하, N : 0.012％ 이하, Nb : 0.005 ∼ 0.10％ (또는, 이들의 적합 범위) 를 함유하는 조성으로 하여 (잔부는 철 및 불가피적 불순물), 870℃ 이상의 마무리 온도에서 열간 압연하고, 권취까지 40℃/s 이하의 속도로 냉각시키고, 620℃ 이상의 온도에서 코일에 감은 후, 압하율 80％ 이상의 냉간 압연을 실시한 후에, 균열 온도 : 650 ∼ 750℃, 균열 시간 : 40s 이하의 조건에서 연속 소둔을 실시함으로써, 7㎛ 이하의 결정 입경을 얻을 수 있다.

ㆍ항복 강도 (YP) : 500㎫ 이상 (도장 베이킹 후)

항복 강도는 용접 캔의 내(耐)덴트 강도를 확보하는 데에 있어서의 중요한 인자가 된다. 일반적으로, 내덴트 강도는 판두께와 항복 강도의 관계식으로 표시된다. 종래 DR 재가 사용되었던 용도에 본 발명을 적용하는 경우, DR 재의 판두께 (통상적으로 0.15 ∼ 0.17㎜) 로 덴트 강도를 확보하기 위해, 항복 강도를 500㎫ 이상으로 한다. YP 의 상한은 한정할 필요가 없지만, 일반적으로는 700㎫ 이하 정도가 된다.

ㆍ항복비 (YR) : 0.9 이상 (도장 베이킹 후)

인장 강도를 높게 하면, 열간 압연시나 냉간 압연시의 변형 저항이 높아져, 압연의 조업성이 저하된다. 한편, 캔체 강도의 관점에서 항복 강도를 500㎫ 이상으로 확보할 필요가 있다. 요컨대, 항복 강도를 높게 하고 인장 강도를 작게 할 필요가 있고, 조업에 지장없이 상기 특성을 얻기 위한 조건으로서 항복비를 0.9 이상으로 하였다. 특히 YR 에 상한은 없어, 최대값 (= 1) 이 되어도 된다.

또한, YP, TS 는 주로 강판 조성, 냉간 압연율, 소둔 온도를 조정하여 목표값으로 제어한다. 구체적으로는, C : 0.01 ∼ 0.12％, Si : 0.005 ∼ 0.5％, Mn : 0.3 ∼ 1.5％, P : 0.005 ∼ 0.2％, Al : 0.10％ 이하, N : 0.012％ 이하, Nb : 0.005 ∼ 0.10％ (또는 이들의 바람직한 범위) 를 함유하는 조성으로 하여 (잔부는 철 및 불가피적 불순물), 870℃ 이상의 마무리 온도에서 열간 압연하고, 권취까지 40℃/s 이하의 속도로 냉각시키고, 620℃ 이상의 온도에서 코일에 감은 후, 압하율 80％ 이상의 냉간 압연을 실시한 후에, 균열 온도 : 650 ∼ 750℃, 균열 시간 : 40s 이하의 조건에서 연속 소둔을 실시함으로써 목표값으로 제어할 수 있다.

도장 베이킹 전의 YP 및 YR 는 특별히 한정되지 않지만, 각각 450 ∼ 550㎫ 및 85 ∼ 95 정도이다.

ㆍ전체 연신율 (El) : 10％ 이상 (도장 베이킹 후)

연신율 (전체 연신율) 이 10％ 를 하회하면, 예를 들어, 캔 확대 가공과 같은 높은 캔 동체 가공을 수반하는 캔에 대한 강판의 적용이 곤란해진다. 따라서, 전체 연신율은 10％ 이상으로 한다. 전체 연신율의 상한은 특별히 한정할 필요는 없지만, 일반적으로는 50％ 정도가 상한이 된다. 전술한 페라이트 단상 세립 조직으로 하는 것은, 전체 연신율 10％ 이상을 확보하는 수단으로서 특히 효과적이다.

도장 베이킹 전의 El 은 특별히 한정되지 않지만, 15 ∼ 50％ 정도이다.

ㆍΔr : -0.50 ∼ 0 (도장 베이킹 후)

본 발명에서는, 이방성의 지표로서, 하기 식으로 나타내는 Δr 을 사용하는 것으로 한다.

Δr = (r₀+ r₉₀- 2 × r₄₅) /4

r₀ 은 압연 방향으로 인장 시험을 실시했을 때, r₄₅ 는 압연 방향과 45°를 이루는 방향으로 인장 시험을 실시했을 때, r₉₀ 은 압연 방향과 90°를 이루는 방향으로 인장 시험을 실시했을 때의 r 값 (Lankford value) 을 나타낸다.

Δr 이 -0.50 미만인 강판에서는, 예를 들어, DRD 캔으로 가공했을 때, 이어링의 발생이 크기 때문에 트림 영역이 커져, 강판의 수율이 저하된다. 즉, 수율 의 관점에서 이어링의 발생량을 억제하기 위해, Δr 은 -0.50 ∼ 0 의 범위로 할 필요가 있다. 또, Δr 의 절대값이 크면, DRD 캔이나 용접 캔의 플랜지부에서, 원주 방향의 판두께 분포 (판두께의 편차) 에서 기인하여 플랜지 주름이 발생되기 때문에, Δr : -0.45 ∼ 0 의 강을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 캔의 진원도가 중시되는 용도에서는, 원주 방향의 판두께 분포를 최대한 억제할 필요가 있기 때문에, Δr 은 -0.30 ∼ 0 으로 하는 것이 바람직하다.

또한, Δr 은 주로 열간 압연시의 마무리 온도, 마무리 후의 냉각 속도, 권취 온도를 조정하여 목표값으로 제어한다. 구체적으로는, Δr 은 870℃ 이상의 마무리 온도에서 열간 압연하고, 권취까지 40℃/s 이하의 속도로 냉각시키고, 620℃ 이상의 온도에서 코일에 감아 목표값으로 제어할 수 있다.

도장 베이킹 전의 Δr 은 특별히 한정되지 않지만, 대체로 베이킹 후에 가까운 값을 취한다.

다음으로, 캔용 강판 모재용 열연 강판의 조직에 대하여 설명한다.

ㆍ열연 강판 조직 : 페라이트 단상 조직, 평균 결정 입경 6㎛ 이상

본 발명에서는 열연 강판에서의 조직은, 실질적으로 페라이트 단상 조직으로 한다. 「실질적으로」의 의미는 냉연 강판 (냉간 압연ㆍ소둔ㆍ조질 압연한 것) 의 경우와 동일하고, 시멘타이트 등을 1％ 이하 정도 함유하는 경우에도, 본 발명의 작용 효과를 나타내는 한, 실질적으로 페라이트 단상 조직이라고 판단한다.

냉간 압연ㆍ연속 소둔, 조질 압연 후의 강판의 이방성은, 열연 강판 단계에서의 페라이트 입경의 영향을 크게 받는다. 예를 들어, 도 1 은 후술하는 실시예에 나타내는 강 1 에서, 냉간 압연 압하율 : 90％, 균열 온도 : 710℃, 균열 시간 : 30s 의 연속 소둔을 실시하여 얻어진 냉연 강판의 이방성과, 열연 강판 단계 (열연재) 에서의 페라이트 평균 결정 입경의 관계를 나타내고 있다. 도 1 에 의하면, 열연재의 페라이트 평균 결정 입경이 6㎛ 미만에서는, Δr 은 -0.50 미만이 되어, 원하는 이방성의 값을 얻을 수 없다. 따라서, 열연재에서의 페라이트 평균 결정 입경은 6㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하다. Δr 이 -0.45 ∼ 0 인 강을 사용하려고 하는 경우에는, 열연재에서의 페라이트 평균 결정 입경은 7㎛ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. Δr 이 -0.30 ∼ 0 인 강을 사용하려고 하는 경우에는, 열연재에서의 페라이트 평균 결정 입경은 8㎛ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 상한은 특별히 없지만, 통상은 열연재에서의 페라이트 평균 결정 입경은 15㎛ 이하 정도이다. 페라이트 결정 입경의 측정 방법은, 냉연 강판과 동일하게 한다.

또한, 열연재의 결정 입경은, 주로 성분, 열연시의 FT, CT 까지의 냉각 속도, CT 를 조정하여 목표값으로 제어한다.

또한, 판두께 및 시효 지수는 청구항에서 특별히 한정하고 있지 않지만, 본특허를 실시하는 데에 있어서 바람직한 조건은, 이하에 나타내는 범위이다.

ㆍ캔용 강판의 바람직한 판두께 : 0.2㎜ 이하, 열연 강판의 바람직한 판두께 : 2㎜ 이하

본 발명은 주로는 드로잉 캔, 용접 캔의 박육화에 대한 적용을 목적으로 하고 있기 때문에, 판두께는 주로 0.2㎜ 이하에서 이용된다.

냉간 압연의 조업성의 관점에서는, 본 발명에서 제안되어 있는 강도 레벨의 강을 0.2㎜ 이하의 판두께로 하려면, 94％ 전후, 혹은 그 이하의 압연율로 압연하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 열연재의 판두께는 2㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다.

ㆍ시효 지수 : 30㎫ 이상

도장 베이킹 후나 라미네이트 처리 후에 항복 강도 500㎫ 를 확실하게 얻기 위해, 시효 지수를 30㎫ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서, 시효 지수란, 8％ 예비 변형을 부여한 후에, 100℃-60 분의 가열 처리를 했을 때의 시효 경화량을 나타낸다.

다음으로, 본 발명의 캔용 강판 및 그 모재 열연 강판의 제조 방법에 대하여 설명한다.

상기 서술한 화학 성분으로 조정된 용강을 전로 등을 사용한 통상적으로 공지된 용제 방법 (steel making) 으로 용제하고 (produce), 다음으로 연속 주조법 (continuous casting) 등의 통상적으로 사용되는 주조 방법으로 압연 소재 (강괴, 특히 슬래브) 로 한다.

다음으로, 상기에 의해 얻어진 압연 소재를 사용하여 열간 압연에 의해 열연 강판으로 한다. 열간 압연에 앞서, 압연 소재는 1250℃ 이상으로 가열하는 것이 바람직하다 (SRT ≥ 1250℃). 이것은, 강 중의 N 을 완전히 고용시키기 위해서이다. 조(粗)압연 개시 온도는 1350℃ 이하가 바람직하다.

마무리 온도는 870℃ 이상으로 한다. 또, 권취까지 40℃/s 이하의 속도로 냉각시키고, 620℃ 이상의 권취 온도에서 감는다. 또한, 이방성의 관점에서, 여기에서 얻어진 열연재의 페라이트 평균 결정 입경은 6㎛ 이상으로 한다. 모재 열연 강판은 이상의 공정에 의해 제조되지만, 후술하는 산세 등을 실시해도 된다.

캔용 냉연 강판을 제조하는 경우에는, 추가로 냉간 압연을 실시하지만, 그 전에 강판 표면을 덮는 스케일 (scale) 을, 통상은 산세에 의해 제거한다. 그 후, 80％ 이상의 압하율로 냉간 압연을 실시한 후에, 650 ∼ 750℃ 의 균열 온도, 40s 이하의 균열 시간의 조건에서 연속 소둔을 실시하고, 1.5％ 이하의 조압률로 조질 압연을 실시한다. 이하, 각 요건의 상세한 내용을 설명한다.

ㆍ열간 압연 마무리 온도 (FT) : 870℃ 이상

열간 압연에 있어서의 마무리 압연 온도는, 이방성을 제어하는 데에 있어서 중요한 항목이 된다. Nb 첨가 강에서 Δr 을 -0.50 이상 (0 이하) 으로 확보하기 위해서는, 열연재의 페라이트 평균 결정 입경을 6㎛ 이상으로 하는 것과, 집합 조직을 제어하는 것이 필요하다. 이들을 얻기 위해, 열연 마무리 온도는 870℃ 이상으로 한다. 또한, FT 는 950℃ 이하로 하는 것이 스케일에서 기인하는 결함을 억제하는 관점에서 바람직하다.

ㆍ마무리 압연 후, 권취까지의 평균 냉각 속도 : 40℃/s 이하

캔용 강판 (냉연 강판) 의 이방성은 열연재의 페라이트 평균 결정 입경의 영향을 크게 받는다. 전술한 바와 같이 (도 1 참조), Δr 을 -0.50 ∼ 0 의 범위 내로 하려면, 열연재의 페라이트 평균 결정 입경은 6㎛ 이상으로 할 필요가 있다. 열연재의 페라이트 평균 결정 입경을 6㎛ 이상으로 하기 위해서는, 열연 후의 냉각 속도를 작게 할 필요가 있고, 그 조건으로서 마무리 후의 평균 냉각 속도를 40℃/s 이하로 한다. 여기에서 평균 냉각 속도는, 열간 압연의 종료에서부터 코일 권취까지의 온도 저하량을 경과한 시간으로 나눈 것으로 한다.

Δr 이 -0.45 ∼ 0 인 강을 폭 방향 전체에서 확실하게 얻기 위해서는, 열연재의 페라이트 평균 결정 입경을 7㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 이를 위해서는 평균 냉각 속도를 30℃/s 이하로 할 필요가 있다.

또, Δr 이 -0.30 ∼ 0 인 강을 폭 방향 전체에서 확실하게 얻기 위해서는, 열연재의 페라이트 평균 결정 입경을 8㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 이를 위해서는 평균 냉각 속도는 20℃/s 이하로 할 필요가 있다.

평균 냉각 속도는, 생산성의 관점에서, 10℃/s 이상으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 냉각 속도는, 예를 들어 냉각수의 공급량 등으로 제어한다. 일반적인 공업 규모의 열간 압연 설비에서 최대 강도로 수냉한 경우의 냉각 속도는 80 ∼ 100℃/s 정도이고, 통상의 열연에서는, 경제성의 관점에서 이 상한 부근, 적어도 50℃/s 이상에서 강판이 수냉된다. 한편, 강제 냉각 수단을 전혀 사용하지 않는 경우의 냉각 속도는 수 ℃/s 정도이지만, 권취 온도가 고온이 되어 스케일에서 기인하는 결함이 발생되기 때문에, 공업 생산 수단으로서는 현실적이지 못하다.

ㆍ권취 온도 (CT) : 620℃ 이상

열연재의 페라이트 평균 결정 입경을 6㎛ 이상으로 하기 위해서는, 코일 권취 온도를 높게 할 필요가 있고, 그 조건으로서 권취 온도를 620℃ 이상으로 한다. Δr 을 -0.45 ∼ 0 으로 하는 관점에서는, 바람직하게는 640℃ 이상이다. 또, Δr 이 -0.30 ∼ 0 인 강을 얻기 위해서는, 권취 온도는 700℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

권취 온도는 탈스케일성의 관점에서, 750℃ 이하로 하는 것이 바람직하다.

ㆍ냉간 압연율 (압하율) : 80％ 이상

냉간 압연에 있어서의 압하율은, 본 발명에서 중요한 조건 중 하나이다. 냉간 압연에서의 압하율이 80％ 미만에서는, 항복 강도가 500㎫ 이상인 강판을 제조하는 것은 곤란하다. 또한, DR 재와 동등한 판두께 (0.2㎜ 이하, 통상적으로 0.17㎜ 정도) 를 얻기 위해서는, 80％ 미만의 압하율에서는, 적어도 열연판의 판두께를 1㎜ 이하로 할 필요가 있어, 조업상 곤란하다. 따라서, 압하율은 80％ 이상으로 한다. 또한, 일반적인 압연 설비의 능력에서는, 과대한 냉간 압연율의 경우에는 압연 하중이 증대되어 압연 불능이 되기 때문에, 냉간 압연율의 상한은 96％ 정도로 하는 것이 바람직하다.

ㆍ소둔 조건 : 균열 온도 650℃ ∼ 750℃, 균열 시간 40s 이하

소둔은 연속 소둔법으로 실시하는 것으로 한다. 연속 소둔에 있어서의 균열 온도는, 양호한 가공성을 확보하기 위해, 강판의 재결정 온도 이상으로 할 필요가 있고, 또한 조직을 보다 균일하게 하기 위해서는, 650℃ 이상의 온도에서 균열할 필요가 있다. 한편, 750℃ 초과에서 연속 소둔하기 위해서는, 강판의 파단을 방지하기 위해 최대한 속도를 떨어뜨릴 필요가 있어, 생산성이 저하된다. 생산성을 저하시키지 않는 조건으로서 750℃ 이하로 한다. 균열 시간에 대해서도 40s 이상이 되는 속도로는 생산성을 확보할 수 없기 때문에, 균열 시간은 40s 이하로 한다. 균열 시간의 하한은 특별히 없으며, 예를 들어 균열 온도 (최고 온도) 에 도달하자마자 냉각시키는, 균열 시간 제로의 처리여도 문제는 없다.

ㆍ조압률 : 1.5％ 이하

조압률 (조질 압연에 의한 압하율) 이 높아지면, DR 재와 마찬가지로, 가공시에 도입되는 변형이 많아지기 때문에 연성이 저하된다. 본 발명에서는, 극박재로 전체 연신율 10％ 이상을 확보할 필요가 있기 때문에, 조압률은 1.5％ 이하로 한다.

(실시예 1)

표 1 에 나타내는 성분 조성을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강을 전로에서 용제하여, 강 슬래브를 얻었다. 얻어진 강 슬래브를 1250℃ 에서 재가열한 후, 열간 압연을 개시하였다. 열간 압연은, 마무리 압연 온도 880℃ ∼ 900℃ 의 범위에서 실시하고, 권취까지 평균 냉각 속도 20 ∼ 40℃/ s 로 냉각시키고, 권취 온도 620 ∼ 700℃ 의 범위에서 코일에 감았다. 이어서, 산세 후, 약 90 ∼ 94％ 의 압하율로 냉간 압연하여, 0.17 ∼ 0.2㎜ 의 박강판을 제조하였다. 얻어진 박강판을 가열 속도 15℃/sec 로 690 ∼ 750℃ 에 도달시키고, 690℃ ∼ 750℃, 20 초간 연속 소둔을 실시하였다. 이어서, 냉각 후, 압하율 (신장률로 측정) 이 1.5％ 이하가 되도록 조질 압연을 실시하고, 통상의 크롬 도금 (전기 도금) 을 연속적으로 실시하여 무주석 강을 얻었다. 또한, 균열 온도는 Nb 첨가량에 따라 690℃ 에서 750℃ 의 범위 내에서 조정하였다.

이상에 의해 얻어진 도금 강판 (무주석 강) 에 대하여, 210℃, 20 분의 도장 베이킹 처리를 실시한 후, 인장 시험을 실시하였다. 또, 결정 조직과 평균 결정 입경에 대하여 조사하였다 (또한, 결정 조직이나 결정 입경은 도장 베이킹 처리 전후에서 특별히 변화되지 않는다). 또한, 열연 강판에 대해서도 마찬가지로 결정 조직과 평균 결정 입경을 조사하였다. 조사 방법은 이하와 같다.

인장 시험은, JIS 5 호 사이즈의 인장 시험편 (JIS Z 2201 에 기재) 을 사용하여 항복 연신율, 인장 강도, 연신율 (전체 연신율) 을 측정하여, 강도 및 연성을 평가하였다. r 값 측정은 JIS 5 호 하프 사이즈의 인장 시험편 (폭 12.5㎜, 평행부 35㎜, 표점간 거리 20㎜) 을 사용하여 실시하고, 하기 방법으로 Δr 을 측정하였다.

Δr = (r₀ + r₉₀ - 2 × r₄₅)/4

또한, r₀ 은 압연 방향으로 인장 시험을 실시했을 때, r₄₅는 압연 방향에서 45°를 이루는 방향으로 인장 시험을 실시했을 때, r₉₀ 은 압연 방향에서 90°를 이루는 방향으로 인장 시험을 실시했을 때의 r 값을 나타낸다.

결정 조직 (열연 강판, 냉연 강판 모두) 은, 샘플 (압연 방향 단면) 을 연마하여 나이탈 (nital : 질산알코올 용액) 로 결정 입계를 부식시켜, 광학 현미경으로 관찰하였다. 평균 결정 입경은, 상기와 같이 하여 관찰한 결정 조직에 대하여, JIS G 0551 에 규정된 절단법을 이용하여 측정하였다.

얻어진 결과를 표 2 에 나타낸다.

표 2 로부터, 본 발명예 (No.1 ∼ 6, 20, 21) 는, 소둔재 (도금 강판) 조직의 페라이트 평균 결정 입경이 7㎛ 이하이고, 또 조직 관찰에 의해 혼립 조직을 포함하지 않는 균일하고 또한 미세한 페라이트 단상 조직이라는 것이 확인되었다. 또, 표 2 로부터, 본 발명예는 강도 및 연성 양자가 우수하다는 것이 확인된다. 또한, 시효 지수는 N 을 0.005％ 이상 함유하는 발명예 (No.1 ∼ 6, 20) 에서는 30㎫ 를 달성하였고, 또 N 을 0.0060％ 이상 함유하는 발명예 (No.1, 2, 4 ∼ 6, 20) 에서는 40㎫ 를 달성하였다.

한편, Nb 함유량이 과다한 비교예 (No.7) 에서는 이방성이 부족하고, Nb 함유량이 부족한 비교예 (No.8) 에서는 강도가 부족하다.

또한, 발명예에서는, 열연 조직은 평균 입경 6㎛ 이상의 실질적인 페라이트 단상 조직이었다.

(실시예 2)

표 3 에 나타내는 성분 조성 (실시예 1 의 No.1 과 동일) 을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강을 실기 전로에서 용제하여 강 슬래브를 얻었다. 얻어진 강 슬래브를 1250℃ 에서 재가열한 후, 열간 압연을 개시하였다. 열간 압연은, 마무리 압연 온도를 830 ∼ 900℃ 에서 실시하고, 권취까지의 평균 냉각 속도를 16 ∼ 45℃/s 로 냉각시키고, 권취 온도를 580 ∼ 720℃ 의 범위에서 감았다. 이어서, 75 ∼ 94％ 의 압하율로 냉간 압연하여, 0.15 ∼ 0.18㎜ 의 박강판을 제조하였다. 얻어진 박강판을 가열 속도 20℃/sec 로 630 ∼ 740℃ 에 도달시키고, 630 ∼ 740℃, 20 ∼ 30 초간 연속 소둔을 실시하였다. 이어서, 냉각 후, 압하율이 1.5％ 이하가 되도록 조질 압연을 실시하고, 통상의 크롬 도금을 연속적으로 실시하여 무주석 강을 얻었다. 상세한 제조 조건을 표 4 에 나타낸다.

이상에 의해 얻어진 도금 강판 (무주석 강) 에 대하여, 210℃, 20 분의 도장 베이킹 처리를 실시한 후, 인장 시험을 실시하고, 또 결정 조직과 평균 결정 입경에 대하여 조사하였다. 열연 강판에 대해서도 결정 조직이나 결정 입경을 조사하였다. 또한, 각 시험 및 조사 방법은, 실시예 1 과 동일한 방법이다.

얻어진 결과를 표 5 에 나타낸다.

표 5 로부터, 본 발명예 (No.9 ∼ 12 등) 에서는, 마무리 압연 후의 냉각 속도를 작게 하여 권취 온도를 높게 함으로써, 이방성이 작고, 연성이 높은 고강도 강판이 얻어진다는 것을 알 수 있다.

한편, 마무리 압연 온도가 낮고, 권취 온도가 낮거나, 혹은 마무리 압연 후의 냉각 속도가 큰 비교예 (No.13 ∼ 15 등) 에서는, 강도, 연성에 대해서는 목표값에 도달하지만, 권취 온도가 낮기 때문에, 이방성이 큰 강판이 되었다. 균열 온도가 낮은 비교예 (No.16 등) 에서는, 강도, 이방성에 대해서는 목표값에 도달하지만, 재결정이 완료되지 않아 미재결정이 일부 잔존하고 있기 때문에, 연성이 작은 강판이 되었다.

또, 이들 강판에 대하여 드로잉 가공하면, 본 발명예 (No.9 ∼ 12 등) 에서는, 강판의 표면 성상이 양호하고, 표면 거침은 관찰되지 않고, 이어링의 발생량도 작다. 한편, Δr 이 -0.50 이하가 되는 비교예에서는, 강판에 관해서는 이어링의 발생량이 커졌다.

본 발명에 의하면, 500㎫ 이상의 항복 강도, 0.9 이상의 항복비, 10％ 이상의 전체 연신율을 갖고, 또한 Δr 이 -0.50 ∼ 0 이 되는 고강도 고연성의 캔용 강판이 얻어진다.

상세하게는, 본 발명은, 고용 강화 원소를 사용하여 고용 강화하고, 또한, Nb, P, Mn 등에 의한 복합 강화 (고용 강화, 석출 강화 및 세립화 강화) 를 실시함으로써, 고연신율을 유지하면서 강도를 상승시켰기 때문에, 소둔 공정 후의 조질 압연이 압하율 1.5％ 이하 정도의 경압 하에서도, 확실하게 항복 강도가 500㎫ 이상인 강판을 제조할 수 있다.

그 결과, 원판 (강판) 의 고강도화에 의해 용접 캔을 박육화해도, 높은 캔체 강도를 확보할 수 있게 된다. 또, 보텀부의 내압 강도를 필요로 하는 양압 캔 (pressured can) 용도에 관해서도, 현행 두께인 상태에서 높은 내압 강도를 얻을 수 있게 된다. 또한, 연성을 높게 함으로써, 캔 확대 가공과 같은 높은 캔 동체 가공을 실시할 수 있게 된다.

또, 드로잉 캔 용도에서는 캔의 트림 영역을 작게 하여 수율을 높이기 때문에 이어링의 발생을 방지할 필요가 있지만, 본 발명에서는, 마무리 온도를 870℃ 이상, 권취까지의 냉각 속도를 40℃/s 이하, 권취 온도를 620℃ 이상으로 함으로써 Δr 을 -0.50 ∼ 0 의 범위로 억제하여, 이어링의 발생을 방지할 수 있다.

즉, 본 발명에 의하면, 강도, 연성, 이방성 모든 특성이 우수한 강판이 얻어지기 때문에, 고가공도의 캔 동체 가공을 수반하는 3 피스 캔, 양압 캔과 같이 내압 강도를 필요로 하는 2 피스 캔을 중심으로 캔용 강판으로서 최적이다.

Claims

질량％ 로,

C : 0.01 ∼ 0.12％, Si : 0.005 ∼ 0.5％,

Mn : 0.3 ∼ 1.5％, P : 0.005 ∼ 0.2％,

Al : 0.10％ 이하, N : 0.012％ 이하,

Nb : 0.005 ∼ 0.10％

를 함유하고, 잔부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성과, 실질적으로 페라이트 단상인 조직을 갖고, 페라이트의 평균 결정 입경이 7㎛ 이하이며,

도장 베이킹 처리에 의해, 항복 강도 : 500㎫ 이상, 항복비 : 0.9 이상, 전체 연신율 : 10％ 이상, Δr : -0.50 ∼ 0 의 특성을 얻을 수 있는 캔용 강판.
질량％ 로,

C : 0.01 ∼ 0.12％, Si : 0.005 ∼ 0.5％,

Mn : 0.3 ∼ 1.5％, P : 0.005 ∼ 0.2％,

Al : 0.10％ 이하, N : 0.012％ 이하,

Nb : 0.005 ∼ 0.10％

를 함유하고, 잔부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강을 870℃ 이상의 마무리 온도에서 열간 압연하고,

권취까지 40℃/s 이하의 평균 냉각 속도로 냉각시키고, 620℃ 이상의 권취 온도에서 감고,

이어서, 80％ 이상의 압하율로 냉간 압연을 실시한 후에, 650 ∼ 750℃ 의 균열 온도, 40s 이하의 균열 시간의 조건에서 연속 소둔을 실시하며, 1.5％ 이하의 조압률 (調壓率) 로 조질 압연을 실시하는 캔용 강판의 제조 방법.
질량％ 로,

C : 0.01 ∼ 0.12％, Si : 0.005 ∼ 0.5％,

Mn : 0.3 ∼ 1.5％, P : 0.005 ∼ 0.2％,

Al : 0.10％ 이하, N : 0.012％ 이하,

Nb : 0.005 ∼ 0.10％

를 함유하고, 잔부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성과, 실질적으로 페라이트 단상인 조직을 가지며, 페라이트의 평균 결정 입경이 6㎛ 이상인 열연 강판.
질량％ 로,

C : 0.01 ∼ 0.12％, Si : 0.005 ∼ 0.5％,

Mn : 0.3 ∼ 1.5％, P : 0.005 ∼ 0.2％,

Al : 0.10％ 이하, N : 0.012％ 이하,

Nb : 0.005 ∼ 0.10％

를 함유하고, 잔부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강을 870℃ 이상의 마무리 온도에서 열간 압연하고,

권취까지 40℃/s 이하의 평균 냉각 속도로 냉각시키며, 620℃ 이상의 권취 온도에서 감는 열연 강판의 제조 방법.