KR20120055743A - 고장력 냉연 강판 및 그 제조 방법 - Google Patents

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노부코 나카가와
고이치로 후지타
에이코 야스하라
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제이에프이 스틸 가부시키가이샤
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Abstract

질량％ 로, C : 0.001 ? 0.05 ％, Si : 0.4 ％ 이하, Mn : 0.5 ? 2.0 ％, P : 0.08 ％ 이하, S : 0.005 ％ 이하, Al : 0.05 ％ 이하, N : 0.0080 ? 0.0250 ％ 를 함유하고, 또한 고용 상태의 N 이 0.0050 ％ 이상, N/Al 이 0.30 이상, N/C 가 0.40 이상이고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 조성을 가지며, 체적률로 95.0 ? 99.5 ％ 의 페라이트상과 체적률로 0.5 ? 5.0 ％ 의 저온 생성상으로 이루어지는 복합 조직을 갖는, 인장 강도 340 ㎫ 이상의 고장력 냉연 강판으로서, 당해 강판은, 고가의 합금 원소를 다량으로 함유하지 않고, 비록 소둔 후의 냉각 속도가 변동되었다 하더라도, 항복비 55 ％ 이하인 프레스 성형성이 우수한 340 ㎫ 급 ? 440 ㎫ 급의 고장력 냉연 강판이나 용융 아연 도금 강판으로서 용이하고 또한 저렴하게 제조할 수 있는 것이다.

Description

고장력 냉연 강판 및 그 제조 방법{HIGH TENSILE COLD-ROLLED STEEL SHEET AND PROCESS FOR PRODUCTION THEREOF}
본 발명은 주로 전기 (電機), 건재 (建材), 자동차 분야에서 부품용으로서 적합한, 인장 강도 (tensile strength) 가 340 ㎫ 이상 대략 500 ㎫ 이하인 340 ㎫ 급 ? 440 ㎫ 급의 고장력 냉연 강판에 관한 것으로서, 특히 성형성의 향상에 관한 것이다. 또한, 여기에서 말하는 「강판」(steel sheet) 이란 강대 (steel band) 를 포함하는 것으로 한다.
일반적으로, 전기 분야나 자동차 분야에서는 인장 강도가 270 ㎫ 급인 연질 강판 (mild steel) 이 다용되고 있다. 그러나, 최근 이 분야에서도 소재로서 고장력 강판의 이용이 증가되는 경향이 되고 있다. 예를 들어, 자동차 분야에서는, 지구 환경의 보전 (environment protection of the earth) 이라고 하는 관점에서 자동차의 연비 개선이 강력하게 요구되고 있어, 부재의 경량화를 도모하기 위해 고장력 강판을 적용하여 박육화를 도모하는 것이 유효하다고 하여 고장력 강판의 적용이 증가되고 있다. 또, 게다가 차량 충돌시의 승무원 보호라는 관점에서 자동차 차체의 안전성 향상이 요구되고 있어, 부재의 고강도화를 도모하기 위해, 사용 재료로서 고장력 강판의 적용이 증가되고 있다. 또, 최근에는 가전 분야 (consumer-electronics industry) 에서도 판매 경쟁의 격화에 따라 소재의 저비용화 요구가 높아짐과 함께, 또한 운송 비용 (freight cost) 의 저감 요구가 있어, 부재의 경량화가 지향되어, 소재로서 고장력 동판을 적용하는 경향이 강해지고 있다. 또, 전지캔, 드럼통 등의 캔 분야에서도, 전지 용량의 증가, 내압 강도의 증가나 경량화 등이 기대되어, 소재로서 고장력 강판을 이용하는 것이 고려되고 있다.
그러나, 강판을 소재로 하는 부품 대부분이 프레스 가공에 의해 성형되기 때문에, 사용되는 고장력 강판에는 우수한 프레스 성형성을 구비할 것이 요구된다. 성형성이 우수한 강판으로서는 이미 각종의 복합 조직 강판 (multi-phase steel) 이 개발되어 있다. 복합 조직 강판의 대표로서는, 연질 페라이트와 경질 마르텐사이트의 복합 조직을 갖는 강판을 예시할 수 있다. 이 강판은 항복비 (yield ratio) 가 낮고, 강도-연성 밸런스가 우수한 데다가, 우수한 베이킹 경화성 (bake-hardenable) 을 갖는 강판으로 알려져 있다. 또, 동시에 항복점 연신도 낮은 값이 되기 때문에, 불균일한 모양 형상 (non-uniforrm pattern) 의 표면 결함이 발생하는 것도 방지할 수 있다.
이러한 종류의 강판의 제조 방법으로서, 예를 들어 일본 공개특허공보 2000-109966호에는, C : 0.005 ? 0.15 ％, Mn : 0.3 ? 3.0 ％, Mo : 0.05 ? 1.0 ％, 혹은 추가로 Cr : 0.05 ? 1.0 ％ 를 함유하는 도금용 모판 (母板) 을 Ac1 변태점 이상 Ac3 변태점 이하의 온도에서 적어도 1 회 소둔하고, 냉각 후, 이어서 Ac1 변태점 ? Ac3 변태점의 온도 범위로 가열하고, 이 가열 온도에서부터 적어도 도금욕 온도까지의 온도역을 합금 원소의 함유량에 따른 임계 냉각 속도 이상에서 냉각시키고, 이어서 용융 아연 도금을 실시하고, 도금 후 300 ℃ 까지의 온도역을 합금 원소의 함유량에 따른 임계 냉각 속도 이상에서 냉각시키는, 가공성이 우수한 용융 아연 도금 고장력 강판의 제조 방법이 제안되어 있다. 일본 공개특허공보 2000-109966호에 기재된 기술에 의하면, 페라이트 + 마르텐사이트의 복합 조직이 형성되어, 항복비 55 ％ 이하의 낮은 항복비를 가지며 우수한 가공성이 발현되고, 게다가 도금성, 내파우더링성 (resistance to powdering) 이 우수한 용융 아연 도금 고장력 강판을 제조할 수 있게 된다고 되어 있다.
그러나, 일본 공개특허공보 2000-109966호에 기재된 기술에서는, 안정적으로 복합 조직을 얻기 위해, 담금질성 (hardenability) 향상으로의 기여가 큰, Mo, Mn, 그리고 Cr 등의 합금 원소를 다량으로 첨가할 필요가 있어, 이러한 종류의 강판의 제조 비용이 상승하여 경제적으로 불리해진다는 문제가 있었다.
이러한 문제에 대하여 일본 공개특허공보 2002-20834호에는, N : 0.03 ? 2.0 ％ 를 함유하고, 마르텐사이트의 체적률이 3 ? 30 ％ 인, 형상 동결성 (shape fixability) 이 우수한 저항복비의 고강도 강판이 제안되어 있다. 일본 공개특허공보 2002-20834호에 기재된 기술에서는, 열간 압연 후에 550 ? 800 ℃ 의 온도역에서 암모니아를 2 ％ 이상 함유하는 분위기 중에서 처리 (소둔) 함으로써 상기한 N 함유량을 확보할 수 있다고 되어 있다. N 은 오스테나이트상의 안정화에 효과가 있으며, 일본 공개특허공보 2002-20834호에 기재된 기술에서는, Mo, Mn, 그리고 Cr 등의 합금 원소를 다량 첨가하지 않고, 강판 조직을 마르텐사이트상을 포함하는 복합 조직으로 할 수 있다고 되어 있다.
또, 일본 공개특허공보 2002-146478호에는, C : 0.025 ? 0.15 ％, Si : 1.0 ％ 이하, Mn : 2.0 ％ 이하, P : 0.08 ％ 이하, S : 0.02 ％ 이하, Al : 0.02 ％ 이하, N : 0.0050 ? 0.0250 ％ 를 함유하고, 또한 N/Al 이 0.30 이상, 고용 상태로서의 N 을 0.0010 ％ 이상 함유하고, 페라이트상을 면적률로 80 ％ 이상, 제 2 상으로서 면적률로 5 ％ 이상의 마르텐사이트상을 포함하는 조직을 갖는 고장력 냉연 강판이 제안되어 있다. 일본 공개특허공보 2002-146478호에 기재된 강판은, 인장 강도가 440 ㎫ 이상이고, 높은 r 값 (r 값 = 랭크포드값 (Lankford value)) 과 우수한 변형 시효 경화성 및 상온 비시효성을 갖는다고 되어 있다.
그러나, 일본 공개특허공보 2002-20834호에 기재된 기술에서는, 암모니아를 함유하는 분위기 중에서의 소둔이 고가이고, 또 암모니아를 함유하는 분위기 중에서 소둔을 실시하기 위해서는, 기존의 소둔 설비를 대규모로 개조할 필요가 있는 등 경제성에 문제를 남겼다. 또한, 일본 공개특허공보 2002-146478호에 기재된 기술에서는, 실시예로부터도 명백한 바와 같이, 대략 인장 강도가 500 ㎫ 를 초과하는 영역을 대상으로 하고 있어, 전기용, 캔용으로서는 강도가 지나치게 높아서 원하는 가공성 (특히 연성 (ductility)) 을 확보하기 곤란하다는 문제가 있었다. 또, 냉간 압연 후에 상자 소둔을 실시하고, 이어서 연속 소둔을 실시하기 위한 제조 비용에 문제가 있었다.
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제를 유리하게 해결하여, 고가의 합금 원소의 함유량을 가능한 한 저감시킨 연강과 동등한 조성으로 프레스 성형성이 우수한 340 ㎫ 급 ? 440 ㎫ 급의 고장력 냉연 강판 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기한 목적을 달성하기 위해서는, Cr, Mo 등의 고가의 합금 원소를 다량으로 함유시키지 않고, 강판 조직을 연질 페라이트상과 경질 마르텐사이트상 등으로 이루어지는 복합 조직을 안정적으로 확보할 필요가 있다는 것을 감안하고, 이러한 복합 조직의 형성에 영향을 주는 각종 요인에 대하여 예의 연구하였다. 그 결과, 종래에 그다지 적극적으로 이용된 적이 없었던 N 에 주목하여, N 함유량을 적정 범위로 조정함으로써, Cr, Mo 등의 고가의 합금 원소를 다량으로 함유시키지 않고, 소둔 후의 냉각 속도가 낮아서 복합 조직이 얻기 어려운 조건 하에서도 상기한 바와 같은 복합 조직을 안정적으로 형성할 수 있고, 55 ％ 이하의 낮은 항복비를 안정적으로 확보하여, 성형성이 우수한 고장력 냉연 강판으로 할 수 있다는 것을 알아냈다.
먼저, 본 발명의 기초가 된 실험 결과에 대하여 설명한다.
질량％ 로, 0.011 ％ C - 0.001 ％ N - 1.5 ％ Mn 계 (C 계) 조성, 및 0.001 ％ C - 0.013 ％ N - 1.5 ％ Mn 계 (N 계) 조성을 갖는 2 종의 강을 용제 (溶製) 하여 시트바 (sheet bar) 로 하였다. 이들 시트바를 1200 ℃ 로 가열하여 균열 (均熱) 한 후, 마무리 압연 종료 온도가 900 ℃ 가 되도록 조정한 3 패스의 열간 압연에 의해 판두께가 4.0 ㎜ 인 열연판으로 하였다. 또한, 얻어진 열연판에는 마무리 압연 종료 후에 코일 권취 처리에 상당하는 열처리 (600 ℃ × 1 h) 를 실시하였다. 이어서, 압하율 75 ％ 의 냉간 압연을 실시하여, 판두께가 1.0 ㎜ 인 냉연판으로 하였다. 이어서, 이들 냉연판에 2상역 (二相域) 인 800 ℃ 까지 가열하고 60 s 간 유지한 후, 300 ℃ 까지의 평균으로 8 ? 500 ℃/s 의 범위 내의 각종 냉각 속도로 냉각시키는 소둔 처리 (anneal treatment) 를 실시하고, 이어서 산세 (pickling treatment) 하였다. 또한, 이 실험에서는 조질 압연 (skin pass mill) 은 실시하지 않았다.
얻어진 강판으로부터, 압연 방향에 직교하는 방향을 시험편의 길이 방향으로 하여 JIS (Japanese Industrial Standards) 13 호 B 시험편의 평행부의 길이를 1/2 로 한 하프 사이즈의 인장 시험편을 채취하고, JIS Z 2241 의 규정에 준거하여 인장 시험을 실시하여 인장 특성을 구하였다. 얻어진 결과를 도 1 에 나타낸다. 또한, 항복비 (％) 는, (항복 강도/인장 강도) × 100 (％) 으로 정의되는 값으로 하였다. 또한, 항복 강도는 항복점이 관찰되는 경우에는 하(下)강복점으로 하고, 항복점이 확실하지 않은 경우에는 0.2 ％ 내력 (proof stress) 으로 하였다.
도 1 로부터, N 계 조성은, C 계 조성에 비하여 소둔 후의 넓은 냉각 속도 범위에 걸쳐서 항복 강도 (하강복점), 항복 연신이 낮아지기 쉬워서 낮은 항복비를 확보하기 쉽다는 것을 지견하였다. 즉, N 계 조성으로 함으로써, C 계 조성에 비하여 냉각 속도가 느려져도, 안정적으로 강판 조직을 연질 페라이트상과 적정량의 경질인 상으로 이루어지는 복합 조직으로 할 수 있어서 우수한 성형성을 안정적으로 확보할 수 있다. 그 원인에 대해서는, 현재까지 상세한 것은 분명하지 않지만, 본 발명자들은 다음과 같이 생각하고 있다.
냉연판을 2상역 (페라이트 + 오스테나이트) 혹은 오스테나이트역의 저온 영역으로 가열하여 냉각시키는 소둔 처리의 냉각시에, C 계 조성에서는, 오스테나이트상이 페라이트상과 조대한 세멘타이트로 분해되기 쉬워, 베이니틱 페라이트 (bainitic ferrite) 나 마르텐사이트 등의 저온 생성상 (low-temperature tran sformation phase) 이 형성되기 어렵다. 한편, N 계 조성에서는, 소둔 처리의 냉각시에 질화물이 생성되기 어렵기 때문에, 오스테나이트상이 저온까지 안정해져, 베이니틱 페라이트나 마르텐사이트 등의 저온 생성상이 형성되기 쉬워진 것으로 추정된다. 이러한 N 에 의한 오스테나이트상의 안정화는, 그 후의 추가적인 실험에 의해, N/C 값이 0.40 이상이 되는 범위에서 현저해진다는 지견을 얻었다.
본 발명은 상기한 견지에 기초하고, 더욱 검토하여 완성된 것이다. 즉, 본 발명의 요지는 다음과 같다.
(1) 질량％ 로, C : 0.001 ? 0.05 ％, Si : 0.4 ％ 이하, Mn : 0.5 ? 2.0 ％, P : 0.08 ％ 이하, S : 0.005 ％ 이하, Al : 0.05 ％ 이하, N : 0.0080 ? 0.0250 ％ 를 함유하고, 또한 고용 상태의 N 이 0.0050 ％ 이상, N/Al 이 0.30 이상, N/C 가 0.40 이상이고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 조성을 가지며, 조직이, 체적률로 95.0 ? 99.5 ％ 의 페라이트상과, 체적률로 0.5 ? 5.0 ％ 의 저온 생성상을 갖는 복합 조직인 것을 특징으로 하는 인장 강도가 340 ㎫ 이상인 고장력 냉연 강판.
*(2) (1) 에 있어서, 강판의 표면에 도금층으로서, 용융 아연 도금층, 합금화 용융 아연 도금층 및 전기 아연 도금층 중 어느 것을 갖는 것을 특징으로 하는 고장력 냉연 강판.
(3) 강 소재에, 열간 압연 공정과, 냉간 압연 공정과, 소둔 공정을 순차적으로 실시하여 냉연 강판을 제조할 때, 상기 강 소재를, 질량％ 로, C : 0.001 ? 0.05 ％, Si : 0.4 ％ 이하, Mn : 0.5 ? 2.0 ％, P : 0.08 ％ 이하, S : 0.005 ％ 이하, Al : 0.05 ％ 이하, N : 0.0080 ? 0.0250 ％ 를 함유하고, 또한 N/Al 이 0.30 이상, N/C 가 0.40 이상이고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 강 소재로 하고, 상기 열간 압연 공정이, 상기 강 소재를 1,000 ℃ 이상의 가열 온도로 가열하고, 조(粗)압연하여 시트바로 한 후, 그 시트바에 마무리 압연 출측 온도를 800 ℃ 이상으로 하는 마무리 압연을 실시하고, 권취 온도를 750 ℃ 이하에서 감아 열연판으로 하는 공정이고, 상기 냉간 압연 공정이, 그 열연판에 산세 및 냉간 압연을 실시하여 냉연판으로 하는 공정이며, 상기 소둔 공정이, 그 냉연판을 Ac1 변태점 ? (Ac3 변태점 + 50 ℃) 의 범위의 온도로 가열한 후, 평균 냉각 속도 5 ℃/s 이상의 냉각 속도로 350 ℃ 이하의 온도역까지 냉각시키는 공정인 것을 특징으로 하는 인장 강도가 340 ㎫ 이상인 고장력 냉연 강판의 제조 방법.
(4) (3) 에 있어서, 상기 소둔 공정에 이어서, 강판의 표면에 전기 아연 도금층을 형성하는 전기 아연 도금 처리 공정을 실시하는 것을 특징으로 하는 고장력 냉연 강판의 제조 방법.
(5) 강 소재에 열간 압연 공정과, 냉간 압연 공정과, 소둔-용융 아연 도금 처리 공정을 순차적으로 실시하여 냉연 강판을 제조할 때, 상기 강 소재를, 질량％ 로, C : 0.001 ? 0.05 ％, Si : 0.4 ％ 이하, Mn : 0.5 ? 2.0 ％, P : 0.08 ％ 이하, S : 0.005 ％ 이하, Al : 0.05 ％ 이하, N : 0.0080 ? 0.0250 ％ 를 함유하고, 또한 N/Al 이 0.30 이상, N/C 가 0.40 이상이고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 강 소재로 하고, 상기 열간 압연 공정이, 상기 강 소재를 1,000 ℃ 이상의 가열 온도로 가열하고, 조압연하여 시트바로 한 후, 그 시트바에 마무리 압연 출측 온도를 800 ℃ 이상으로 하는 마무리 압연을 실시하고, 권취 온도를 750 ℃ 이하에서 감아 열연판으로 하는 공정이고, 상기 냉간 압연 공정이, 그 열연판에 산세 및 냉간 압연을 실시하여 냉연판으로 하는 공정이며, 상기 소둔-용융 아연 도금 처리 공정이, 그 냉연판을 Ac1 변태점 ? (Ac3 변태점 + 50 ℃) 의 범위의 온도로 가열한 후, 평균 냉각 속도 5 ℃/s 이상의 냉각 속도로 500 ℃ 이하로 냉각시키고, 이어서 강판의 표면에 용융 아연 도금층을 형성하는 용융 아연 도금 처리를 실시한 후, 평균 냉각 속도 5 ℃/s 이상의 냉각 속도로 350 ℃ 이하의 온도역까지 냉각시키는 소둔-용융 아연 도금 처리 공정인 것을 특징으로 하는 인장 강도가 340 ㎫ 이상인 고장력 냉연 강판의 제조 방법.
(6) 강 소재에 열간 압연 공정과, 냉간 압연 공정과, 소둔-합금화 용융 아연 도금 처리 공정을 순차적으로 실시하여 냉연 강판을 제조할 때, 상기 강 소재를, 질량％ 로, C : 0.001 ? 0.05 ％, Si : 0.4 ％ 이하, Mn : 0.5 ? 2.0 ％, P : 0.08 ％ 이하, S : 0.005 ％ 이하, Al : 0.05 ％ 이하, N : 0.0080 ? 0.0250 ％ 를 함유하고, 또한 N/Al 이 0.30 이상, N/C 가 0.40 이상이고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 강 소재로 하고, 상기 열간 압연 공정이, 상기 강 소재를 1,000 ℃ 이상의 가열 온도로 가열하고, 조압연하여 시트바로 한 후, 그 시트바에 마무리 압연 출측 온도를 800 ℃ 이상으로 하는 마무리 압연을 실시하고, 권취 온도를 750 ℃ 이하에서 감아 열연판으로 하는 공정이고, 상기 냉간 압연 공정이, 그 열연판에 산세 및 냉간 압연을 실시하여 냉연판으로 하는 공정이며, 상기 소둔-합금화 용융 아연 도금 처리 공정이, 그 냉연판을 Ac1 변태점 ? (Ac3 변태점 + 50 ℃) 의 범위의 온도로 가열한 후, 평균 냉각 속도 5 ℃/s 이상의 냉각 속도로 500 ℃ 이하로 냉각시키고, 강판의 표면에 용융 아연 도금층을 형성하는 용융 아연 도금 처리를 실시한 후, 그 용융 아연 도금층을 합금화 용융 아연 도금층으로 하는 합금화 처리를 실시하고, 이어서 평균 냉각 속도 5 ℃/s 이상의 냉각 속도로 350 ℃ 이하의 온도역까지 냉각시키는 소둔-합금화 용융 아연 도금 처리 공정인 것을 특징으로 하는 인장 강도가 340 ㎫ 이상인 고장력 냉연 강판의 제조 방법.
본 발명에 의하면, 고가의 합금 원소를 다량으로 함유하지 않고, 항복비 55 ％ 이하인 프레스 성형성이 우수한 340 ㎫ 급 ? 440 ㎫ 급의 고장력 냉연 강판, 즉, 인장 강도가 340 ㎫ 이상 대략 500 ㎫ 이하인 냉연 강판을 용이하게, 게다가 저렴하게 제조할 수 있어, 산업상 각별한 효과를 나타낸다.
도 1 은 소둔 후의 냉각 속도와 인장 특성의 관계에 미치는 강판 조성의 영향을 나타내는 그래프이다.
발명을 실시하기 위한 형태
본 발명의 강판은, 인장 강도가 340 ㎫ 이상 대략 500 ㎫ 이하인 340 ㎫ 급 ? 440 ㎫ 급의 고장력 냉연 강판이다.
먼저, 본 발명의 강판의 조성의 한정 이유에 대하여 설명한다. 이하, 조성에 있어서의 질량％ 는, 간단히 ％ 로 기재한다.
C : 0.001 ? 0.05 ％
C 는 강판을 고강도화하는 강화 원소임과 동시에, 오스테나이트상에 농화되어 오스테나이트상을 안정화시키는 작용을 갖는 원소로서, 본 발명에서는 중요한 원소 중 하나이다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, 0.001 ％ 이상을 함유할 필요가 있다. 또한, C 를 0.001 ％ 미만으로 하려면, 탈탄에 장시간을 필요로 하며, 비용이 비싸진다는 문제도 있다. 한편, 0.05 ％ 를 초과하여 함유하면, 저온 생성상의 형성량이 많아지고, 강도가 지나치게 높아져서 원하는 강도나 연성을 확보할 수 없게 된다. 이러한 점에서, C 는 0.001 ? 0.05 ％ 의 범위로 한정하였다. 또한, 바람직하게는 0.008 ? 0.04 ％, 더욱 바람직하게는 0.01 ? 0.035 ％, 보다 바람직하게는 0.01 ? 0.029 ％ 이다.
Si : 0.4 ％ 이하
Si 는 강의 연성을 저하시키지 않고 강판을 고강도할 수 있는 유용한 강화 원소이며, 또한 Si 는 소둔 공정에서 탄화물의 생성을 억제하여, 미변태의 오스테나이트상의 안정성을 향상시키는 작용을 갖는다. 이러한 효과를 얻기 위해서는 0.001 ％ 이상 함유하는 것이 바람직하고, 나아가 0.01 ％ 이상 함유하는 것이 바람직하다. 한편, 0.4 ％ 를 초과하여 함유하면, 표면 성상, 화성 처리 (chemical conversion treatment) 성 등의 표면의 미려성에 악영향을 미침과 동시에, 표면의 미려성을 확보하기 위해 장시간 산세 처리를 실시할 필요가 있어, 제조 비용의 상승을 초래하게 된다. 이러한 점에서, Si 는 0.4 ％ 이하로 한정하였다. 또한, 보다 표면의 미려성이 요구되는 용도에는, 0.3 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다.
Mn : 0.5 ? 2.0 ％
Mn 은 담금질성을 향상시키는 원소로서, 강판의 강도 증가에 크게 기여함과 동시에, 오스테나이트에 농화되어 오스테나이트상의 안정화에 기여하는 효과도 갖는다. 또, Mn 은 S 와 결합하여, S 에서 기인하는 열간 균열 (hot tearing) 을 방지하는 유효한 원소로서, 함유하는 S 량에 따라서 함유시키는 것이 바람직하다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, 0.5 ％ 이상 함유할 필요가 있다. 한편, 2.0 ％ 를 초과하여 함유하면, 상기한 효과가 포화됨과 함께 가공성이나 스폿 용접성을 현저히 저하시킨다. 이 때문에, Mn 은 0.5 ? 2.0 ％ 의 범위로 한정하였다. 또한, 우수한 성형성이 요구되는 용도에는, 1.8 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다.
P : 0.08 ％ 이하
P 는 강을 강화시키는 작용을 갖는 원소로서, 원하는 강도에 따라 0.005 ％ 이상 함유시킬 수도 있지만, 0.08 ％ 를 초과하여 다량으로 함유하면, 용접성이나 가공 후의 저온 인성을 저하시킨다. 이 때문에, P 는 0.08 ％ 이하로 한정하였다. 또한, 우수한 용접성이나 우수한 인성이 요구되는 용도에는 0.05 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 용접성이나 인성의 관점에서, 보다 바람직하게는 0.03 ％ 이하이다.
S : 0.005 ％ 이하
S 는 강 중에서는 황화물계 개재물로서 존재하며, 강판의 연성, 성형성, 특히 연신 및 플랜지 성형성을 저하시키는 원소로서, 가능한 한 저감시키는 것이 바람직하지만, 0.005 ％ 이하로 저감시키면, 연신 플랜지 성형성에 대한 악영향을 허용할 수 있을 정도가 된다. 이 때문에, S 는 0.005 ％ 이하로 한정하였다. 또한, 보다 우수한 연신 플랜지 성형성이나 우수한 용접성이 요구되는 용도에는, 0.003 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다.
Al : 0.05 ％ 이하
Al 은 탈산제로서 작용하여 강판의 청정도를 향상시킴과 동시에, 강판 조직의 미세화에 기여하는 유용한 원소이다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, 0.001 ％ 이상, 보다 바람직하게는 0.005 ％ 이상 함유하는 것이 바람직하지만, 0.05 ％ 를 초과하여 다량으로 함유하면, 강판의 표면의 성상을 저하시킴과 동시에 고용 N 량의 현저한 저하로 이어져, 고용 N 에 의한 오스테나이트상의 안정화를 통하여 형성되는 경질인 저온 생성상의 양이 저하되어, 원하는 복합 조직을 형성하기 곤란해진다. 이 때문에, 본 발명에서는, Al 은 0.05 ％ 이하로 한정하였다. 또한, 재질의 안정성이라고 하는 관점에서는 0.001 ? 0.03 ％ 로 하는 것이 바람직하다.
N : 0.0080 ? 0.0250 ％
N 은, C 와 마찬가지로, 오스테나이트상에 농화되어 오스테나이트상을 안정화시키는 작용을 가지며, 소둔 공정의 냉각시에 있어서의, 경질인 저온 생성상의 형성에 유효하게 작용하는 원소로서, 우수한 프레스 성형성을 발현시키는 데에 있어서 본 발명에서는 중요한 원소이다. 또, N 은 강의 변태점을 강하시키는 작용도 갖고 있어, 변태점을 크게 떨어뜨린 열간 압연을 하고자 하지 않는 경우에는, N 을 첨가하는 것은 유효하다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, 0.0080 ％ 이상을 함유할 필요가 있다. 한편, 0.0250 ％ 를 초과하여 함유하면, 강판의 내부 결함의 발생률이 높아짐과 함께, 연속 주조시의 주편 균열 등의 발생이 현저해진다. 이 때문에, N 은 0.0080 ? 0.0250 ％ 의 범위로 한정하였다. 또한, 제조 공정 전체를 고려한 재질의 안정성, 수율 향상이라는 관점에서는, 0.0100 ? 0.0180 ％ 로 하는 것이 바람직하다. 또한, 이 정도의 N 함유에서는, 강판의 용접성에는 악영향이 전혀 없다.
고용 상태의 N : 0.0050 ％ 이상
오스테나이트상의 안정화를 도모하고, 경질인 저온 생성상을 원하는 양 형성시켜서 원하는 복합 조직을 안정적으로 확보하기 위해서는, 고용 상태의 N 을 0.0050 ％ 이상 확보하는 것이 중요하다. 또한, 소둔 처리의 냉각시의 냉각 속도가 느려서, 더욱 안정적으로 경질인 저온 생성상을 확보할 필요가 있는 경우에는, 고용 상태의 N 량은 0.0080 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 상한은 고용한의 N 량이어도 되지만, 0.020 ％ 로 충분하다. 여기에서 말하는 「고용 상태의 N」이란, 강 중의 전체 N 량에서 석출 N 량을 뺀 값을 말한다. 또한, 여기에서 말하는 「석출 N 량」은, 대상으로 하는 강판에서 채취한 시료에 대하여, 아세틸아세톤계 전해액 중에서의 정전위 전해법을 실시하여 추출한, 잔사 중의 N 량을 화학 분석에 의해 구한 N 량을 말한다.
N/Al : 0.30 이상
N 에 의한 오스테나이트상의 안정화를 통하여 원하는 복합 조직을 갖는 강판을 얻는 본 발명에서는, 소정량 이상의 고용 상태의 N 을 확보하기 위해, N 을 고정시키는 작용이 있는 Al 의 함유량을 N 함유량과의 관계에서 소정 범위로 제한하는 것이 중요해진다. 여기에서, N 은 전체 N, Al 은 전체 Al 을 말한다. 본 발명에서는, 상기한 N, Al 의 범위 내에서 또한 N 함유량과 Al 함유량의 비인 N/Al 을 0.30 이상으로 조정한다. 이로써, 소둔 후에 안정적으로 고용 상태의 N 을 0.0050 ％ 이상 확보할 수 있어, 목표로 하는 성형성을 확보할 수 있다는 것을 확인하였다. 이러한 점에서, 본 발명에서는 N/Al 을 0.30 이상으로 한정하였다. 또한, 바람직하게는 0.40 이상이고, 보다 바람직하게는 0.50 이상이다. 상한은 특별히 규정은 하지 않지만, 실제적으로는 4 이다.
N/C : 0.40 이상
C, N 모두 오스테나이트상을 안정화시키는 원소인데, 여기에서 N 은 전체 N, C 는 전체 C 를 말한다. 상기한 바와 같이 C 에 비하여 N 을 이용하여 오스테나이트상을 안정화시키는 것이, 안정적으로 원하는 양의 저온 생성상을 확보할 수 있다. 특히 N/C 를 0.40 이상으로 조정함으로써 그 효과가 현저해진다. 이러한 점에서, 본 발명에서는 N/C 를 0.40 이상으로 한정하였다. 또한, 바람직하게는 0.50 이상이다. 상한은 특별히 규정은 하지 않지만, 실제적으로는 20 이다.
상기한 성분 이외의 잔부는, Fe 및 불가피한 불순물이다. 불가피한 불순물로서는, Sb : 0.01 ％ 이하, Sn : 0.1 ％ 이하, Zn : 0.01 ％ 이하, Co : 0.1 ％ 이하 등을 허용할 수 있다. 또한, Ca, REM, Zr 등은 통상의 강 조성의 범위 내라면 함유해도 전혀 문제가 없다.
다음으로, 본 발명의 강판의 조직의 한정 이유에 대하여 설명한다.
본 발명의 강판은, 주상으로서 조직 전체에 대한 체적률로 95.0 ? 99.5 ％ 의 페라이트상과, 제 2 상으로서 조직 전체에 대한 체적률로 0.5 ? 5.0 ％ 의 저온 생성상을 갖는 복합 조직 강판이다. 주상인 페라이트상이 조직 전체에 대한 체적률로 95.0 ％ 미만에서는 높은 연성을 확보하기 곤란해지고, 프레스 성형성이 저하되는 경향이 되어, 고도의 가공성을 필요로 하는 부재용 강판으로서 요구되는 프레스 성형성을 확보하기 어려워진다. 한편, 복합 조직의 이점을 이용하기 위해, 주상인 페라이트상은 체적률로 99.5 ％ 이하로 할 필요가 있다. 이러한 점에서, 주상인 페라이트상은 체적률로 95.0 ? 99.5 ％ 의 범위로 한정하였다. 또한, 더욱 높은 연성이 요구되는 용도에는, 페라이트상은 체적률로 97.0 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
제 2 상인 저온 생성상이 체적률로 0.5 ％ 미만에서는, 항복비를 55 ％ 이하로 하여 높은 프레스 성형성을 확보할 수 없다. 한편, 5.0 ％ 를 초과하여 저온 생성상이 많아지면, 연성의 저하가 현저해진다. 이러한 점에서, 제 2 상인 저온 생성상을 체적률로 0.5 ? 5.0 ％ 의 범위로 한정하였다. 또한, 더욱 높은 프레스 성형성이 요구되는 용도에서는, 제 2 상인 저온 생성상은, 체적률로 1 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 여기에서 말하는 「저온 생성상」이란, 경질의 마르텐사이트상 및/또는 베이니틱 페라이트상으로 한다.
또한, 본 발명의 강판에서는, 상기한 페라이트상 (주상) 과 저온 생성상 (제 2 상) 으로 이루어지는 복합 조직으로 하는 것이 바람직하지만, 상기한 주상, 제 2 상 이외에 불가피하게 생성되는 약간의 양 (예를 들어, 체적률로 2.0 ％ 이하 정도) 의 펄라이트상 등의 그 밖의 상을 함유하는 것을 허용할 수 있다. 이 경우, 주상, 제 2 상의 합계량은 체적률로 98 ％ 이상이 된다.
본 발명의 냉연 강판에서는, 강판의 표면에 용융 아연 도금층, 합금화 용융 아연 도금층 및 전기 아연 도금층 중 어느 도금 (표면 처리) 층을 형성해도 된다. 즉, 본 발명의 냉연 강판에서는, 표면에 아연 도금층을 갖는 냉연 강판, 이른바 아연 도금 냉연 강판으로 해도 된다.
다음으로, 본 발명의 강판의 바람직한 제조 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 냉연 강판은, 강 소재 (slab) 에 열간 압연 공정과, 냉간 압연 공정과, 소둔 공정을 순차적으로 실시하여 제조된다. 강 소재의 제조 방법은 특별히 한정되지 않지만, 상기한 조성의 용강을 전로 등의 통상의 용제 방법으로 용제한 후, 연속 주조법 등의 통상의 방법으로 강 소재로 하는 것이 바람직하다. 또한, 강 소재는 조괴법, 박(薄)슬래브 주조법에 의해 제조해도 된다는 것은 말할 필요도 없다.
제조된 강 소재에는, 이어서 열간 압연 공정이 실시된다. 열간 압연을 하기 위한 가열은, 강 소재의 보유 열량에 따라 일단 실온까지 냉각시키고, 그 후 재가열하기 위해 가열로에 장입하는 방법, 혹은 실온까지 냉각시키지 않고 온편 (溫片) 인 채로 가열로에 장입하는 방법, 혹은 약간의 보열을 실시한 후에 바로 압연하는 직송 압연ㆍ직접 압연법 모두 적용할 수 있다. 또한, 직송 압연법은 고용 상태의 N 을 유효하게 확보하기 위해 유용한 기술 중 하나이다.
강 소재의 가열 온도는, 1,000 ℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
강 소재의 가열 온도가 1,000 ℃ 미만에서는, 초기 상태로서 소정량의 고용 상태의 N 을 확보할 수 없다. 한편, 가열 온도의 상한은 특별히 규정되지 않지만, 산화 중량의 증가에 수반되는 스케일 로스의 증대라는 관점에서 1,280 ℃ 이하로 하는 것이 바람직하다.
가열된 강 소재는, 조압연이 실시되어 시트바로 된다. 시트바는, 이어서 마무리 압연이 실시되어 열연판으로 된다. 마무리 압연은, 마무리 압연 출측 온도가 800 ℃ 이상이 되는 압연으로 한다. 마무리 압연 출측 온도를 800 ℃ 이상으로 함으로써, 균일하고 미세한 조직을 갖는 열연판으로 할 수 있다. 마무리 압연 출측 온도가 800 ℃ 미만에서는, 얻어지는 열연판 조직이 불균일해져서, 소둔 후에도 조직의 불균일이 잔류하여 프레스 성형시에 여러 가지 문제 (예를 들어, 불균일 조직부에 있어서의 균열 발생 등) 가 발생될 위험성이 증대된다. 마무리 압연 출측 온도가 800 ℃ 미만으로 저온이 된 경우에는, 가공 조직의 잔류를 회피하기 위해 높은 권취 온도를 채용해도, 조대 입자가 발생하여 프레스 성형시에 여러 가지 문제가 발생하게 된다. 이러한 점에서, 마무리 압연 출측 온도를 800 ℃ 이상으로 한정하였다. 마무리 압연 출측 온도의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 1,000 ℃ 이하로 하는 것이 스케일 결함의 발생을 방지한다는 관점에서 바람직하다. 또한, 특성을 더욱 향상시키는 관점에서 마무리 압연 출측 온도를 820 ℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
마무리 압연 종료 후, 열연판은 코일 형상으로 감기는데, 권취 온도는 750 ℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 권취 온도가 저하됨에 따라서 강도는 증가되는 경향이 된다. 본 발명의 강판의 목표 강도인 340 ㎫ 이상의 인장 강도를 확보하기 위해서는, 권취 온도를 750 ℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 권취 온도의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 200 ℃ 이상으로 하는 것이 강판의 형상이나 재질의 균일성의 관점에서 바람직하다. 권취 온도가 200 ℃ 미만이 되면, 강판의 형상이 현저히 흐트러져, 그 후의 공정에서 문제를 발생시킬 위험성이 증대됨과 함께 재질의 균일성이 저하되는 경향이 된다. 또한, 더 나은 재질의 균일성이 요구되는 용도의 경우에는, 권취 온도를 300 ℃ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다.
얻어진 열연판에는, 이어서 냉간 압연 공정이 실시된다. 냉간 압연 공정은, 열연판에 산세 및 냉간 압연을 실시하여 냉연판으로 하는 공정으로 한다. 산세는, 열연판 표면의 스케일을 제거할 수 있는 방법이면 되며, 상용되는 산세 방법을 포함하여 특별히 한정되지 않는다. 또한, 열연판 표면의 스케일이 매우 얇은 경우에는 산세를 실시하지 않고, 냉간 압연을 실시해도 된다는 것은 말할 필요도 없다. 또, 냉간 압연은, 원하는 치수 형상의 냉연판으로 할 수 있으면, 압하율 등의 냉연 조건은 특별히 한정되지 않는다. 또한, 표면의 평탄도, 조직의 균일성의 관점에서, 냉연 압하율은 40 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
얻어진 냉연판에는, 이어서 소둔 공정이 실시된다. 소둔 공정은, 냉연판을 Ac1 변태점 ? (Ac3 변태점 + 50 ℃) 의 범위의 온도로 가열한 후, 평균 냉각 속도 : 5 ℃/s 이상의 냉각 속도로 350 ℃ 이하의 온도역까지 냉각시키는 공정으로 한다. 또한, 냉연판의 소둔은 연속 소둔 라인, 혹은 연속 용융 아연 도금 라인을 이용한 처리로 하는 것이 바람직하다. 또한, 냉각 속도의 상한은 재료 특성을 향상시킨다는 점에서는 특별히 규정되지 않지만, 통상의 냉각 설비에서는 50 ℃/s 의 냉각 속도가 현실적이다.
소둔 온도가 Ac1 변태점 미만에서는, 소둔 후에 경질인 저온 생성상이 형성되지 않는다. 한편, 소둔 온도가 (Ac3 변태점 + 50 ℃) 를 초과하여 고온이 되면, N 에 의한 오스테나이트상의 안정화가 희석되어, 소둔 후의 냉각시에 안정적으로 소정량의 경질인 저온 생성상을 형성하기 곤란해진다. 이 때문에, 소둔 온도는 Ac1 변태점 ? (Ac3 변태점 + 50 ℃) 의 범위의 온도로 하는 것이 바람직하다. 또한, 변태점은, 열팽창 측정에서 구한 값을 사용하는 것으로 한다.
또, 소둔 온도에 있어서의 유지 시간은 10 ? 120 s 로 하는 것이 바람직하다. 소둔 온도에 있어서의 유지 시간이 10 s 미만에서는, 재결정이나 입자 성장이 충분히 진행되지 않는 경우가 있어 성형성이 저하된다. 한편, 유지 시간이 120 s 를 초과하여 길어지면, 소둔 처리 시간의 증가에 따라 경제성의 저하를 초래한다.
소둔 후에는, 상기한 소둔 온도에서부터 평균 냉각 속도로 5 ℃/s 이상의 냉각 속도로 350 ℃ 이하의 온도역까지 냉각시키는 것이 바람직하다. 이것은 적어도 강판 온도가 350 ℃ 에 이를 때까지는 5 ℃/s 이상의 평균 냉각 속도로 한다는 의미이다. 냉각 속도가 5 ℃/s 미만에서는, 제 2 상을 원하는 저온 생성상으로 하기 곤란해진다. 냉각이 상기한 범위에서 벗어나면, 미변태의 오스테나이트가 페라이트와 세멘타이트로 분해되어, 원하는 저온 생성상을 확보하기 곤란해진다.
또, 본 발명에서는, 상기한 소둔 공정에 이어서, 전기 아연 도금 처리, 용융 아연 도금 처리, 혹은 합금화 용융 아연 도금 처리를 실시하여 강판의 표면에 도금층을 형성하는 도금 처리 공정을 실시해도 된다. 전기 아연 도금 처리, 용융 아연 도금 처리, 혹은 합금화 용융 아연 도금 처리의 조건은 특별히 한정할 필요는 없으며, 상용되는 처리 방법을 모두 적용할 수 있다. 또한, 용융 아연 도금 처리, 혹은 합금화 용융 아연 도금 처리에서는, 소정량의 저온 생성상을 확보하기 위해, 처리 후의 냉각을 평균 5 ℃/s 이상의 평균 냉각 속도로 350 ℃ 이하의 온도역까지 실시할 필요가 있다.
또, 연속 용융 아연 도금 라인을 이용하여 소둔과 용융 아연 도금 처리를 연속해서 실시하는 소둔-용융 아연 도금 처리 공정 혹은 소둔, 용융 아연 도금 처리 및 합금화 처리를 연속해서 실시하는 소둔-합금화 용융 아연 도금 처리 공정으로 하는 것이 바람직하다.
소둔과 용융 아연 도금 처리 혹은 합금화 용융 아연 도금 처리를 연속해서 실시하는 경우에는, 다음과 같은 공정으로 하는 것이 바람직하다.
소둔과 용융 아연 처리를 연속해서 실시하는 경우에는, 냉연판을 Ac1 변태점 ? (Ac3 변태점 + 50 ℃) 의 범위의 온도로 가열한 후, 평균 냉각 속도 : 5 ℃/s 이상의 냉각 속도로 500 ℃ 이하로 냉각시키고, 이어서 강판의 표면에 용융 아연 도금층을 형성하는 용융 아연 도금 처리를 실시한 후, 평균 냉각 속도 : 5 ℃/s 이상의 냉각 속도로 350 ℃ 이하의 온도역까지 냉각시키는 소둔-용융 아연 도금 처리 공정으로 하는 것이 바람직하다. 또, 소둔, 용융 아연 도금 처리 및 합금화 처리를 연속해서 실시하는 경우에는, 냉연판을 Ac1 변태점 ? (Ac3 변태점 + 50 ℃) 의 범위의 온도로 가열한 후, 평균 냉각 속도 : 5 ℃/ s 이상의 냉각 속도로 500 ℃ 이하로 냉각시키고, 강판의 표면에 용융 아연 도금층을 형성하는 용융 아연 도금 처리를 실시한 후, 그 용융 아연 도금층을 합금화 용융 아연 도금층으로 하는 합금화 처리를 실시하고, 이어서 평균 냉각 속도 : 5 ℃/s 이상의 냉각 속도로 350 ℃ 이하의 온도역까지 냉각시키는 소둔-합금화 용융 아연 도금 처리 공정으로 하는 것이 바람직하다.
어느 처리의 경우에나 통상 행해지고 있는 바와 같이, 가열 후 용융 아연 도금욕 온도 근방까지, 구체적으로는 500 ℃ 이하로 냉각시키는데, 이 때의 냉각 속도를 소정량의 저온 생성상을 확보하기 위해 평균 냉각 속도 5 ℃/s 이상으로 하고, 또 용융 아연 도금 처리 후, 혹은 합금화 처리를 실시하는 경우에는 합금화 처리 후, 350 ℃ 이하의 온도역까지 평균 냉각 속도 5 ℃/s 이상의 냉각 속도로 냉각시킨다. 평균 냉각 속도가 상기한 범위에서 벗어나면, 미변태의 오스테나이트가 페라이트와 세멘타이트로 분해되어, 소정량의 저온 생성상을 확보하기 곤란해진다.
또한, 용융 아연 도금 처리 전의 냉각 정지 온도는 상기한 바와 같이 500 ℃ 이하로 하는데, 보다 바람직하게는 도금욕 온도 + 20 ℃ 이하이고, 도금욕 온도 바로 위까지 냉각시켜도 되고, 도금욕 온도 이하 (예를 들어, (도금욕 온도 - 60 ℃)) 까지 냉각시켜도 된다.
또한, 본 발명에서는, 상기한 소둔 공정, 소둔-용융 아연 도금 처리 공정, 소둔-합금화 용융 아연 도금 처리 공정 후, 통상의 방법에 따라 형상 교정이나 조도 (粗度) 조정 등의 목적에서, 연신율 0.2 ? 1.5 ％ 정도의 조질 압연을 실시해도 된다. 또한, 항복비를 낮게 하는 관점에서는, 0.2 ? 0.6 ％ 정도의 연신율로 하는 것이 바람직하다.
실시예
표 1 에 나타내는 조성의 용강을 전로에서 용제하고, 연속 주조법으로 슬래브 (강 소재) 로 하였다. 이들 슬래브 (강 소재) 에 표 2 에 나타내는 조건에서 열간 압연 공정을 실시하여, 열연판 (열연강대) (판 두께 : 4.0 ㎜) 으로 하였다. 이어서, 이들 열연판에 산세, 및 압하율 80 ％ 의 냉간 압연을 실시하는 냉간 압연 공정을 실시하여 냉연판 (냉연강대) (판두께 : 0.8㎜) 으로 하였다. 이어서, 이들 냉연판에 연속 소둔 라인, 용융 아연 도금 라인에서 소둔 처리, 혹은 추가로 용융 아연 도금 처리, 합금화 용융 아연 도금 처리를 실시하는, 소둔 공정, 혹은 소둔-용융 아연 도금 처리 공정, 소둔-합금화 용융 아연 도금 처리 공정을 실시하였다. 또한, 용융 아연 도금 처리 혹은 합금화 용융 아연 도금 처리에서는, 도금욕 온도를 460 ℃, 합금화 처리 온도를 500 ℃ 로 하였다. 일부 강판에 대해서는, 연속 소둔 라인에서 소둔 공정을 실시한 후, 산세하고 이어서 전기 아연 도금 라인에서 전기 아연 도금 처리를 실시하는 전기 아연 도금 처리 공정을 실시하였다. 얻어진 강판 (강대) 에는, 표 2 에 나타내는 바와 같이 연신율 0.3 ％ 의 조질 압연을 실시하였다. 또한, 일부 강판에서는 조질 압연의 연신율의 영향을 파악하기 위해, 표 2 에 나타내는 바와 같이 연신율을 변화시켰다.
얻어진 강판으로부터 시험편을 채취하여 조직 관찰, 인장 시험, 도금성 시험, 고용 상태의 N 량을 측정하였다. 시험 방법은 다음과 같이 하였다.
(1) 조직 관찰
얻어진 동판으로부터 조직 시험편을 채취하고, 압연 방향에 직교하는 단면 (C 단면) 에 대하여 연마하고 나이탈로 부식시켜, 광학 현미경 혹은 주사형 전자 현미경을 사용하여 미시 조직을 촬상하고, 화상 해석 장치를 이용하여 조직의 종류를 동정함과 함께 각 상의 조직 분율을 구하여, 이것을 체적률로 하였다.
(2) 인장 시험
얻어진 강판으로부터, 인장 방향이 압연 방향과 직교하는 방향이 되도록 JIS 5 호 인장 시험편을 채취하고, JIS Z 2241 의 규정에 준거하여 인장 시험을 실시하여, 인장 특성 (항복 강도 YS, 인장 강도 TS, 항복점 연신 YS-EL) 을 구하였다. 얻어진 YS, TS 로부터 항복비 YR (= (YS/TS) × 100 ％) 를 산출하였다.
(3) 도금성 시험
강판의 표면에 도금층을 형성한 강판에 대하여, 전체 길이에 걸쳐서 강판의 표면을 육안으로 미도금 결함의 유무를 관찰하여 도금성을 평가하였다.
(4) 고용 상태의 N 량의 측정
얻어진 강판으로부터 전해 추출 분석용 시험편을 채취하고, 아세틸아세톤계 전해액 중에서 정전위 전해법을 실시하여 잔사를 추출하고, 그 잔사 중의 N 량을 화학 분석에 의해 구하고, 이것을 석출 N 량으로 하였다. 이 석출 N 량을 전체 N 량에서 뺀 값을 고용 상태의 N 량으로 하였다.
또한, 각 강판의 변태점은, 열팽창 측정에 의해 구하였다.
얻어진 결과를 표 3 에 나타낸다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
본 발명예는 모두 인장 강도 : 340 ㎫ 이상의 고강도와, 55 ％ 이하의 저항복비를 나타내어, 우수한 프레스 성형성을 갖는 고장력 냉연 강판이 되었다. 또, 항복점 연신도 적다. 또, 본 발명예는 모두 미도금 결함의 발생은 없어, 도금성의 저하는 관찰되지 않았다. 또한, 항복비를 보다 낮게 하는 데에 있어서는, 조질 압연의 연신율을 0.2 ? 0.6 ％ 로 하는 것이 효과적이다 (강판 No.13, No.14 참조). 한편, 본 발명의 범위를 벗어난 비교예는, 항복비가 55 ％ 를 초과하여 높고, 항복점 연신이 커서, 프레스 성형성이 저하되었다.
또한, 본원의 적합예에 있어서의 평균 r 값의 범위는 0.7 ? 1.2 로서 모두 1.3 미만이었다. 본원발명에서는, 이러한 평균 r 값이라 하더라도, 도 1 에 나타내는 바와 같이 광범위한 소둔 후의 냉각 속도에 걸쳐서 안정적으로 55 ％ 이하의 저항복비를 달성할 수 있기 때문에, 본원에서 목적으로 하고 있는 성형성에는 문제가 없다 (평균 r 값은, 이하와 같이 하여 구하였다 : 1) 얻어진 강판으로부터 압연 방향에 대하여 평행 (0°), 45°, 90°의 각 방향을 인장 방향으로 하는 JIS 5 호 인장 시험편을 채취. 2) JIS Z 2254 의 규정에 준거하여 각 방향의 r 값을 측정. 3) 다음 식으로부터 평균 r 값을 계산 : 평균 r 값 = (r0 + 2r45 + r90)/4, 여기에서 r0 은 0°, r45 는 45°, r90 은 90°방향의 r 값이다).

Claims (1)

  1. 질량％ 로,
    C : 0.001 ? 0.05 ％, Si : 0.001 % 이상 0.4 ％ 이하,
    Mn : 0.5 ? 2.0 ％, P : 0.08 ％ 이하,
    S : 0.005 ％ 이하, Al : 0.001 % 이상 0.05 ％ 이하,
    N : 0.0080 ? 0.0250 ％
    를 함유하고, 또한 고용 상태의 N 이 0.0050 ％ 이상, N/Al 이 0.30 이상, N/C 가 0.40 이상이고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 조성을 가지며, 조직이, 체적률로 95.0 ? 99.5 ％ 의 페라이트상과, 체적률로 0.5 ? 5.0 ％ 의 저온 생성상을 갖는 복합 조직인 것을 특징으로 하는 인장 강도가 340 ㎫ 이상인 고장력 냉연 강판.
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