KR20120137518A

KR20120137518A - 고강도 열연 강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20120137518A
Application number: KR1020127031591A
Authority: KR
Inventors: 노리아키 고사카; 가즈히로 세토; 히데타카 가와베; 야스시 다나카
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2010-05-31
Filing date: 2011-05-23
Publication date: 2012-12-21
Also published as: WO2011152328A1; CN102933733A; JP2011246794A; US20130199678A1; JP5348071B2; US9284618B2; CN102933733B; EP2578714B1; EP2578714A4; EP2578714A1

Abstract

베이킹 경화성 및 신장 플랜지성이 우수한 인장 강도가 590 ㎫ 이상인 고강도 열연 강판 및 그 제조 방법을 제공한다. 성분 조성은, 질량% 로, C : 0.040 ? 0.10 %, Si : 0.3 % 이하, Mn : 1.7 ? 2.5 %, P : 0.030 % 이하, S : 0.005 % 이하, Al : 0.1 % 이하, N : 0.006 ? 0.025 % 를 함유한다. 조직은, 베이나이트상의 점적률이 60 % 이상, 페라이트상 및 펄라이트상의 합계의 점적률이 10 % 이하이며, 상기 베이나이트상의 입자 내에 세멘타이트 입자가 1.4 × 10⁴ 개/㎟ 이상 석출됨과 함께 그 세멘타이트 입자의 평균 입경이 1.5 ㎛ 이하이다.

Description

고강도 열연 강판 및 그 제조 방법{HOT-ROLLED HIGH-STRENGTH STEEL SHEET AND PROCESS FOR PRODUCTION THEREOF}

본 발명은, 자동차의 구조 부재, 섀시 부재 등에 바람직하게 사용되는 베이킹 경화성 및 신장 플랜지성이 우수한 인장 강도 590 ㎫ 이상의 고강도 열연 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 지구 환경 보전의 관점에서 CO₂ 의 배출량을 규제하기 위해, 자동차의 연비 개선이 급무가 되고 있으며, 사용 부재의 박육화에 의한 경량화가 요구되고 있다. 또한, 충돌시에 승무원의 안전을 확보하기 위해, 자동차 차체의 충돌 특성을 중심으로 한 안전성 향상도 요구되고 있다. 이로 인해, 자동차 차체의 경량화와 강화의 쌍방이 적극적으로 진행되고 있다.

자동차 차체의 경량화와 강화를 동시에 만족하기 위해서는, 부재 소재를 고강도화하고, 강성이 문제가 되지 않는 범위에서 판두께를 줄임으로써 경량화하는 것이 효과적이라고 알려져 있다. 최근에는, 고강도 강판이 자동차 부품에 적극적으로 사용되고 있고, 특히 인장 강도가 590 ㎫ 이상인 고강도 강판에 대한 요구가 높아지고 있다. 경량화 효과는, 사용하는 강판이 고강도일수록 커진다. 그러나, 강판의 성형시에는, 고강도일수록 형상 동결성의 열화, 금형으로의 과부하, 균열이나 네킹이나 주름의 발생 등의 문제가 생긴다.

이들 문제를 해결하는 수단으로서, 고용 (固溶) 되는 침입형 원소량을 제어하여, 170 ℃, 20 분의 베이킹 공정시에 생기는 변형 시효 경화 현상을 이용함으로써, 성형시에는 저강도, 고연성 상태로 가공을 실시하고, 성형 후, 베이킹 공정을 거침으로써 강도 상승을 얻고자 하는 기술이 알려져 있다.

특허문헌 1 에는, C : 0.01 ? 0.12 %, Mn : 0.01 ? 3 %, N : 0.003 ? 0.020 % 를 함유한 강으로, 베이나이트 단상 혹은 제 2 상과의 혼합 조직을 가지며, 고용 N 량을 제어함으로써, 베이킹 경화성 및 내상온 시효성이 우수한 고강도 열연 강판이 개시되어 있다.

특허문헌 2, 3 에는, 변형 시효 경화 특성 및 연성이 우수한 강판으로서, 고용 N 량을 제어하고, 또한 페라이트상을 면적률로 50 % 이상 포함하는 조직을 갖는 강판이 개시되어 있다.

특허문헌 4 에는, 적어도 3 % 의 잔류 오스테나이트를 포함함으로써 베이킹 경화성이 우수한 고강도 열연 강판을 얻을 수 있다고 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 2005-206943호 일본 공개특허공보 2009-41104호 일본 공개특허공보 2003-49242호 일본 공개특허공보 2004-76114호

특허문헌 1 에 기재된 Cr, Mo, Ni 등이 무첨가된 강판은, 강도가 590 ㎫ 미만으로 부족하다. 590 ㎫ 이상에 달하는 강판은 Cr, Mo, Ni 등이 첨가되어 있는 점에서, 비용성, 리사이클성이 떨어진다. 또한, 강판 강도가 높아질수록 시효 처리 전후의 변형 응력 증가량 (BH 량), 시효 처리 전후의 인장 강도 (TS) 의 차 (BHT 량) 그리고 구멍 확장률 (λ) 은 저하되는데 반해, 강판 강도 590 ㎫ 이상에 있어서 베이킹 경화성, 신장 플랜지성에 대해 고려되어 있지 않다.

특허문헌 2, 3 에 기재된 강판은, 주로 연질인 페라이트상과 마텐자이트상 등의 경질상의 복합 조직이므로 신장 플랜지성이 떨어진다. 특허문헌 4 에서 기재된 강판에 있어서도, 극히 경질인 잔류 오스테나이트가 포함되므로 양호한 신장 플랜지성을 얻을 수 없다.

본 발명은, 이러한 사정을 감안하여, 베이킹 경화성 및 신장 플랜지성이 우수한 인장 강도가 590 ㎫ 이상인 고강도 열연 강판 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 요지는 이하와 같다.

[1] 질량% 로, C : 0.040 ? 0.10 %, Si : 0.3 % 이하, Mn : 1.7 ? 2.5 %, P : 0.030 % 이하, S : 0.005 % 이하, Al : 0.1 % 이하, N : 0.006 ? 0.025 % 를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피 불순물로 이루어지는 성분 조성을 가지며, 베이나이트상의 점적률이 60 % 이상, 페라이트상 및 펄라이트상의 합계의 점적률이 10 % 이하이고, 상기 베이나이트상의 입자 내에 세멘타이트 입자가 1.4 × 10⁴ 개/㎟ 이상 석출됨과 함께 그 세멘타이트 입자의 평균 입경이 1.5 ㎛ 이하인 조직을 갖는 것을 특징으로 하는 인장 강도 590 ㎫ 이상의 고강도 열연 강판.

[2] 추가로, 질량% 로, Cr, Mo, Ni 의 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0.30 % 이하 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 [1] 에 기재된 인장 강도 590 ㎫ 이상의 고강도 열연 강판.

[3] 추가로, 질량% 로, Nb, Ti, V 의 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0.010 % 이하 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 [1] 또는 상기 [2] 에 기재된 인장 강도 590 ㎫ 이상의 고강도 열연 강판.

[4] 추가로, 질량% 로, B : 0.0015 % 이하를 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 [1] ? 상기 [3] 중 어느 한 항에 기재된 인장 강도 590 ㎫ 이상의 고강도 열연 강판.

[5] 상기 [1] ? 상기 [4] 중 어느 하나에 기재된 성분 조성을 갖는 강 슬래브를 1100 ? 1300 ℃ 에서 가열 후, (Ar₃ 점 + 50 ℃) 이상의 마무리 온도에서 열간 압연을 실시하고, 이어서, 1.5 s 이상의 방랭을 실시하고, 30 ℃/s 이상의 평균 냉각 속도로 냉각하여, 300 ? 500 ℃ 의 권취 온도에서 권취하는 것을 특징으로 하는 인장 강도 590 ㎫ 이상의 고강도 열연 강판의 제조 방법.

또한, 본 발명에 있어서, 강의 성분을 나타내는 % 는 모두 질량% 이다. 또한, 본 발명의 고강도 열연 강판이란, 인장 강도 (이하, TS 라고 하는 경우도 있다) 가 590 ㎫ 이상인 강판으로, 보다 상세하게는 인장 강도가 590 ? 780 ㎫ 정도인 강판이다. 또한, 본 발명에 있어서 베이킹 경화성 및 신장 플랜지성이 우수하다는 것은, 구멍 확장률 (이하, λ 라고 하는 경우도 있다) 이 80 % 이상, 인장 변형 5 % 의 예변형 후, 170 ℃ 의 온도로 20 분간 유지하는 조건에서 시효 처리를 실시했을 때의 시효 처리 전후의 변형 응력 증가량 (이하, BH 량이라고 하는 경우도 있다) 이 90 ㎫ 이상, 시효 처리 전후의 TS 의 차 (이하, BHT 량이라고 하는 경우도 있다) 가 40 ㎫ 이상을 갖는 것이다.

본 발명에 의하면, TS 가 590 ㎫ 이상, 보다 상세하게는 TS 가 590 ? 780 ㎫ 정도, BH 량이 90 ㎫ 이상, BHT 량이 40 ㎫ 이상, λ 가 80 % 이상인 베이킹 경화성 및 신장 플랜지성이 우수한 고강도 열연 강판을 얻을 수 있다. 그로 인해, 본 발명의 고강도 열연 강판은 자동차의 구조 부재, 섀시 부재 등의 용도로 바람직하다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명은, 고강도 열연 강판의 베이킹 경화성 및 신장 플랜지성의 향상에 관하여, 성분 조성과 조직을 제어한 것을 특징으로 한다. 그리고, 열간 압연을 중심으로 히트 패턴을 검토하여, 베이킹 경화성, 신장 플랜지성 및 고강도화에 대해 최적의 조직을 얻기 위한 제조 조건을 알아낸 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명은, N 함유량이 많은 성분계로 하여, 베이나이트상의 점적률이 60 % 이상, 페라이트상 및 펄라이트상의 합계의 점적률이 10 % 이하이며, 상기 베이나이트상의 입자 내에 세멘타이트 입자가 1.4 × 10⁴ 개/㎟ 이상 석출됨과 함께 그 세멘타이트 입자의 평균 입경이 1.5 ㎛ 이하인 조직을 갖는다.

이상은, 본 발명의 중요한 요건으로, 상기 성분 조성과 조직을 갖는 강판으로 함으로써, 고강도이고, 또한, 베이킹 경화성 및 신장 플랜지성이 우수한 특성을 얻는 것이다.

먼저, 본 발명에 있어서의 강의 화학 성분 (조성) 의 한정 범위 및 한정 이유에 대해 설명한다.

C : 0.040 ? 0.10 %

C 는 베이킹 경화성 및 강도를 현저히 향상시키므로, 고강도화나 양호한 베이킹 경화성을 얻기 위한 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, C 는 0.040 % 이상 포함되는 것이 필요해진다. 그러나, C 를 과잉으로 함유함으로써 구멍 확장성이 저하되므로, 상한은 0.10 % 로 한다. 바람직하게는 0.050 % 이상 0.080 % 이하이다.

Si : 0.3 % 이하

Si 는 고용 강화와 함께 연성을 향상시키는 효과가 있으나, Si 량이 0.3 % 를 초과하면 Si 와 Mn, N 의 복합 석출물을 형성하므로, 베이킹 경화성과 신장 플랜지성에 현저하게 악영향을 미친다. 그러므로, Si 함유량의 상한은 0.3 % 로 한다. 그러나, 상기의 이유에서 Si 량이 0.3 % 이하의 범위여도 Si 량의 증가에 따라 베이킹 경화성 및 신장 플랜지성은 완만하기는 하지만 감소 경향이므로, 베이킹 경화성과 신장 플랜지성이 양호한 강판을 제조할 때에는 가능한 한 저감시키는 것이 바람직하다.

Mn : 1.7 ? 2.5 %

Mn 은, 고강도화에 유효함과 함께, 변태점을 낮춰 페라이트 변태를 억제하는 효과가 있다. 이상의 이유에서, Mn 은 1.7 % 이상 첨가한다. 바람직하게는 1.9 % 이상이다. 한편, 과도한 첨가는, 편석 등의 이상부 발생의 원인이 되어 연성이 저하되는 점에서, Mn 함유량의 상한은 2.5 % 로 한다. 바람직하게는 2.4 % 이다.

P : 0.030 % 이하

P 는, 고용 강화에 유효한 원소이지만, P 함유량이 0.030 % 를 초과하면 P 가 입계에 편석되기 쉽고, 인성 및 용접성이 열화되기 쉽다. 따라서, P 함유량은 0.030 % 이하로 한다.

S : 0.005 % 이하

S 는, 강 중에서 개재물로서 존재하며, Mn 과 황화물을 형성하여 신장 플랜지성을 저하시키는 점에서, 가능한 한 저감시키는 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서의 강에 있어서는 0.005 % 까지는 허용할 수 있으므로, S 함유량은 0.005 % 이하로 한다.

Al : 0.1 % 이하

Al 은, 탈산 원소로서 활용되나, 0.1 % 를 넘으면 비용이나 표면 결함의 관점에서 열위가 되고, 또한 AlN 을 형성함으로써 베이킹 경화성을 저하시키는 점에서, Al 함유량은 0.1 % 이하로 한다. 또한, 본 발명에서는, 탈산 원소로서 충분히 활용하기 위해, 0.005 % 이상 함유하고 있는 것이 바람직하다.

N : 0.006 ? 0.025 %

N 은, 코트렐 분위기를 형성함으로써, 또는 클러스터상 혹은 나노 오더의 미세한 석출물을 형성함으로써, 변형 시효 경화 현상을 발현한다. 그러므로, N 함유량은 0.006 % 이상으로 한다. 한편으로, 0.025 % 를 초과한 경우 내상온 시효성이 열화된다. 그러므로, N 함유량은 0.025 % 이하로 한다. 바람직하게는 0.010 % 이상 0.018 % 이하이다.

또한, 상기의 강 성분에 더하여 목적에 따라 하기의 성분을 추가로 함유할 수 있다.

Cr, Mo, Ni 의 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0.30 % 이하

Cr, Mo, Ni 는 고용 강화분의 강도 상승 및 변태점을 낮추는 효과가 있으므로, 제조 안정성을 향상시켜 수율을 억제할 수 있다. 비용성이나 리사이클성을 고려하여, 첨가하는 경우에는 Cr, Mo, Ni 의 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0.30 % 이하로 한다. 또한, 상기 효과를 얻는 데에 있어서, 합계로 0.05 % 이상으로 하는 것이 바람직하다.

Nb, Ti, V 의 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0.010 % 이하

Nb, Ti, V 는, 압연시, 오스테나이트 입자의 조대화를 억제하는 효과가 있어, 추가적인 고강도화와 신장 플랜지성의 향상을 기대할 수 있다. 한편으로, C, N 과 결합하여 석출물을 형성하여 베이킹 경화성을 저하시킨다. 그러므로, 강도, 신장 플랜지성, 베이킹 경화성의 밸런스를 고려하여, 첨가하는 경우에는, Nb, Ti, V 의 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0.010 % 이하로 한다. 베이킹 경화성을 특히 중시하는 경우에는, 0.005 % 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 효과를 얻는 데에 있어서는, 합계로 0.001 % 이상으로 하는 것이 바람직하다.

B : 0.0015 % 이하

B 는, 페라이트 변태를 극도로 억제하는 효과가 있어, 제조 안정성의 향상을 기대할 수 있다. 한편으로, 0.0015 % 를 초과하는 첨가는 인성에 악영향을 미치는 점에서, 첨가하는 경우에는 0.0015 % 이하로 한다. 또한, 상기 효과를 얻는 데에 있어서는, 0.0002 % 이상으로 하는 것이 바람직하다.

잔부는 Fe 및 불가피 불순물이다.

다음으로, 본 발명에 있어서 중요한 요건의 하나인 강 조직의 한정 범위 및 한정 이유에 대해 설명한다.

본 발명의 열연 강판은, 베이나이트상의 점적률이 60 % 이상, 페라이트상 및 펄라이트상의 합계의 점적률이 10 % 이하이며, 상기 베이나이트상의 입자 내에 세멘타이트 입자가 1.4 × 10⁴ 개/㎟ 이상 석출됨과 함께 그 세멘타이트 입자의 평균 입경이 1.5 ㎛ 이하인 조직을 갖는다.

상기 서술한 강 성분으로 590 ㎫ 이상의 고강도 강판을 제조하려면 조직 강화를 병용하지 않을 수 없다. 또한, 페라이트상이나 펄라이트상의 점적률이 증가함에 따라, 베이킹 경화성 및 신장 플랜지성은 열위가 된다. 한편으로, 베이나이트상은 강도와 신장 플랜지성의 양면에 있어서 양호하다. 이와 같은 이유에서, 베이나이트상의 점적률은 60 % 이상으로 할 필요가 있다. 바람직하게는 80 % 이상이다.

여기서, 베이나이트상은, 입자 내에 세멘타이트가 미세하게 석출된 조직으로, 베이나이트 변태 상태에서는 입자 내의 세멘타이트의 배향이 일치하지만, 템퍼링 상태에서는 세멘타이트의 배향이 불일치가 된다. 본 발명의 제조 방법에서는, 생성된 베이나이트의 일부가 권취 중에 약간 템퍼링되는 것도 생각할 수 있으나, 본 발명의 목적을 달성하는 데에 있어서는, 템퍼드 베이나이트도 통상의 베이나이트상과 동일한 효과를 나타낸다. 따라서, 본 발명의 베이나이트상에는, 이와 같은 템퍼링된 베이나이트를 포함하고 있어도 문제없다.

상기 세멘타이트의 배향은, 투과형 전자 현미경으로 달성할 수 있는 정도의 고배율로 관찰하지 않으면 식별할 수 없다. 본 발명에서는 이를 특별히 식별하는 것은 아니므로, 베이나이트상 등의 조직 관찰은, 후술하는 바와 같이 400 배 정도의 주사형 전자 현미경으로 실시한다.

또한, 베이나이트상은 오스테나이트상에서 냉각될 때의 냉각 속도나 권취 온도에 따라 다양한 형태를 취할 수 있다. 베이킹 경화성, 신장 플랜지성의 밸런스가 최량인 조직은 베이나이트상의 입자 내에 미세한 세멘타이트가 다량으로 석출된 형태이다. 조사 결과, 베이나이트상의 입자 내에 세멘타이트 입자가 1.4 × 10⁴ 개/㎟ 이상 석출됨과 함께 그 세멘타이트 입자의 평균 입경이 1.5 ㎛ 이하이면 목표로 하는 특성이 얻어지는 것을 알았다.

또한, 상기 서술한 바와 같이, 페라이트상 및 펄라이트상의 석출은 베이킹 경화성, 신장 플랜지성에 많은 악영향을 초래하는 점에서, 페라이트상 및 펄라이트상의 합계의 점적률은 10 % 이하로 한다. 바람직하게는 5 % 이하이다.

잔부 조직은, 마텐자이트상, 잔류 오스테나이트상으로, 각각의 점적률이 30 % 이하이면 허용할 수 있지만, 이들 조직 석출의 억제 또는 템퍼링에 의한 변질화를 도모하는 것이 바람직하다.

또한, 각 조직의 합계 점유율 및 세멘타이트 입자의 평균 입경, 석출 수는, 예를 들어, 이하와 같이 하여 구할 수 있다.

각 상의 점적률은, 이하의 수법에 의해 평가하였다. 압연 방향으로 평행한 단면 (L 단면) 의 판두께 중심부에 대해, 5 % 나이탈에 의한 부식 현출 조직을 주사형 광학 현미경으로 400 배로 확대하여 10 시야분 촬영하여, 화상 해석 소프트 상에서 각 상 (相) 을 구별하였다. 그 때의 면적률을 각각의 상의 점적률로 하였다. 석출된 세멘타이트의 수의 계측에는, 주사형 광학 현미경으로 1000 배로 확대하여 5 시야분 촬영한 화상을 사용하였다. 이 때, 관찰되는 개개의 세멘타이트의 원 상당 직경을 구하여 이들 개개의 세멘타이트의 입경에서 세멘타이트의 평균 입경을 구하였다.

다음으로 본 발명의 고강도 열연 강판의 제조 방법에 대해 설명한다.

먼저, 상기의 성분 조성으로 조정된 강 슬래브를 1100 ? 1300 ℃ 에서 가열 후, (Ar₃ 점 + 50 ℃) 이상의 마무리 온도에서 열간 압연을 실시하고, 이어서, 1.5 s 이상의 방랭을 실시하고, 30 ℃/s 이상의 냉각 속도로 냉각하여, 300 ? 500 ℃ 의 권취 온도에서 권취한다.

1100 ? 1300 ℃ 의 범위의 슬래브 가열

열간 압연 전의 가열에서는, 실질적으로 균질의 오스테나이트상으로 할 필요가 있다. 슬래브 가열시의 에너지 비용, 슬래브의 수율을 고려하면 슬래브 가열 온도 범위는 1100 ? 1300 ℃ 이다. 1100 ℃ 미만에서는 균질의 오스테나이트 조직으로 하기까지 많은 시간을 필요로 한다. 한편, 1300 ℃ 를 초과하면 슬래브 표면의 스케일 로스가 증대하여 악영향을 미친다.

(Ar₃ 점 + 50 ℃) 이상의 마무리 온도

Ar₃ 점 미만에서는, 페라이트 입자가 신전 (伸展) 된 조직이 되므로, 베이킹 경화성이나 신장 플랜지성에 악영향을 미친다. 또한, 마무리 온도가 Ar₃ 변태점 이상이어도, Ar₃ 점 바로 위에서의 열간 압연에서는 오스테나이트 입자가 미세하고, 또한 미 (未) 재결정 영역에서 압연되므로 축적되는 변형 에너지가 크다. 따라서, 강의 조성이나 마무리 압연 종료 후의 냉각 속도에 따라서는, 페라이트 변태가 개시, 진행되므로, 베이나이트상의 점적률이 60 % 이상을 달성할 수 없다. 그러므로, 마무리 온도는 Ar₃ 점 + 50 ℃ 이상으로 하여 열간 압연을 실시하여, 페라이트의 석출을 억제하여 베이나이트상의 점적률 60 % 이상을 달성한다. 또한, Ar₃ 점은 예를 들어 변태점 측정 장치를 사용한 압축 시험 등에 의해 구할 수 있다.

마무리 압연 후, 1.5 s 이상의 방랭 과정

열간 압연 중, 오스테나이트상에 축적된 변형 에너지가 클수록 페라이트상이 석출되는 구동력이 커져, 목적으로 하는 베이나이트 조직을 얻을 수 없게 된다. 입자 내에 세멘타이트가 석출된 베이나이트상으로 하기 위해서는, 오스테나이트 입자는 어느 정도 재결정이 진행되어 있을 필요가 있다. 이러한 이유에서, 마무리 압연 후 필요한 방랭 시간은 1.5 s 이상이다. 또한, 방랭 시간이 너무 길어지면 강판 표면에 생성되는 스케일이 두꺼워져, 표면 결함이 발생하기 쉬워지므로, 5 s 이하로 하는 것이 바람직하다.

30 ℃/s 이상의 평균 냉각 속도로 냉각

열간 압연 후, 페라이트상의 석출을 억제할 목적으로 30 ℃/s 이상의 냉각 속도로 냉각을 실시할 필요가 있으며, 가능한 한 냉각 속도는 큰 것이 바람직하다. 또한, 여기서, 냉각 속도는 방랭 종료 후 권취까지의 평균 냉각 속도이다.

300 ? 500 ℃ 권취 온도에서 권취한다.

500 ℃ 를 초과하는 권취 온도에서는 페라이트상이 석출되므로, 베이킹 경화성 및 신장 플랜지성이 열위가 된다. 또한, 300 ℃ 미만에서는, 마텐자이트상, 잔류 오스테나이트상이 주된 조직이 되어 목적으로 하는 조직을 얻을 수 없다. 그러므로, 권취 온도의 범위는 300 ? 500 ℃ 로 한다. 또한, 코일 커버의 부착, 연속 어닐링에 있어서의 템퍼링 공정의 실시에 의해, 더욱 더 품질의 향상을 도모할 수 있다.

그 밖의 제조 조건에는 통상적인 조건을 적용할 수 있다. 예를 들어, 원하는 성분 조성을 갖는 강은 전로나 전기로 등에서 용제 후, 진공 탈가스로에서 2 차 정련을 실시하여 제조된다. 그 후의 주조는, 생산성이나 품질 상의 점에서 연속 주조법으로 실시하는 것이 바람직하다. 주조 후에는, 본 발명 방법에 따라 열간 압연을 실시한다. 열간 압연 후에는 표면에 스케일이 부착된 상태여도, 산세를 실시함으로써 스케일을 제거한 상태여도, 강판의 특성이 변하는 일은 없다. 또한, 열간 압연 후, 산세 공정, 용융 아연 도금, 전기 아연 도금, 화성 처리를 실시하는 것도 가능하다. 여기서, 아연계 도금이란, 아연 및 아연을 주체로 한 (즉 아연을 약 90 % 이상 함유하는) 도금으로, 아연 외에 Al, Cr 등의 합금 원소를 포함한 도금이나 아연계 도금 후에 합금화 처리를 실시한 도금을 말한다.

이상에 의해, 본 발명의 고강도 열연 강판을 얻을 수 있다.

[실시예 1]

표 1 에 나타내는 화학 조성을 갖는 강 No. A ? L 을 전로에서 용제하여, 연속 주조법으로 슬래브로 하였다. 이들 강 슬래브를 균열 (均熱) 유지하여, 표 2 에 나타내는 조건으로 코일상 (狀) 의 열연 강판 No. 1 ? 19 (판두께 2.6 mm ? 4.0 mm) 를 제조하였다.

인장 시험, 베이킹 경화 특성, 구멍 확장 시험에 제공하는 샘플은 코일폭 방향 중앙부의 코일 선미 (先尾) 단부 (열연 강판의 길이 방향 양단부) 및 길이 방향 중앙부에서 채취하였다. 또한, 이들 샘플을 채취하기에 앞서 산세하고, 또한, 코일 최내주와 최외주의 한바퀴분은 평가의 대상으로 하지 않고 미리 절취하였다.

인장 시험은, 압연 방향과 수직 방향으로 JIS Z 2201 에 기재된 5 호 인장 시험편을 채취하여, JIS Z 2241 에 준거하여 실시하여, 상기 코일 선미단부 및 길이 방향 중앙부의 측정 결과로부터 평균의 TS 를 구하였다. 이 때의 크로스 헤드 스피드는 10 mm/min 이다.

베이킹 경화 특성으로서 BH 량 및 BHT 량을 구하였다. 이들은 각각 이하의 (1) 식 및 (2) 식에서 구할 수 있다. 베이킹 경화 특성을 구할 때의 인장 시험편 및 인장 시험 조건은 상기의 인장 시험과 같다.

BH 량 = (인장 변형 5 % 의 예변형 후, 170 ℃, 20 분의 시효 처리 후의 상항복점) - (인장 변형 5 % 의 예변형시의 응력) (1) 식

BHT 량 = (인장 변형 5 % 의 예변형 후, 170 ℃, 20 분의 시효 처리 후의 TS) - (예변형 처리 없는 TS) (2) 식

신장 플랜지성의 지표로서 구멍 확장 시험을 실시하였다. 타발 조건을 구멍 직경 10 mm, 판두께에 대한 클리어런스를 12.5 % 로 한 시험편을 제작하여, 일본 철강 연맹 규격 JFST 1001 에 준한 시험을 실시하였다. 이 때의 λ 는 (3) 식으로 구할 수 있다.

λ = (d₁ - 10) / 10 (3) 식

d₁ 은 구멍 확장 시험 후의 구멍 직경이다.

금속 조직의 각 상의 점적률은, 이하와 같은 수법에 의해 평가하였다. 압연 방향으로 평행한 단면 (L 단면) 의 판두께 중심부에 대해, 5 % 나이탈에 의한 부식 현출 조직을 주사형 광학 현미경으로 400 배로 확대하여 10 시야분 촬영하여, 화상 해석 소프트 상에서 각 상을 구별하였다. 그 때의 면적률을 각각의 상의 점적률로 하였다. 석출된 세멘타이트의 수의 계측에는, 주사형 광학 현미경으로 1000 배로 확대하여 5 시야분 촬영한 화상을 사용하였다. 이 때, 관찰되는 개개의 세멘타이트의 원상당 직경과 수를 구하고, 이들 개개의 세멘타이트의 입경에서 세멘타이트의 평균 입경을 구하여, 관찰 시야의 면적에 대한 세멘타이트의 계측 수를 산출함으로써 세멘타이트의 단위 면적 당의 개수를 구하였다.

이상에 의해 얻어진 결과를 표 3 에 나타낸다. 또한, 표 3 에 있어서, V₁ 은 베이나이트상의 점적률을, V₂ 는 페라이트상 및 펄라이트상의 점적률을, N 은 베이나이트상의 입자 내에 석출된 세멘타이트의 단위 면적당 수, d 는 베이나이트상의 입자 내에 석출된 세멘타이트의 평균 입경을 나타낸다.

표 3 에서, 본 발명예에서는, 모두 TS 가 590 ? 780 ㎫, BH 량이 90 ㎫ 이상, BHT 량이 40 ㎫ 이상, λ 가 80 % 이상으로, 고강도이면서 양호한 베이킹 경화성, 신장 플랜지성을 가지는 강판을 얻었다.

TS 는 주로, C, Si, Mn 등의 고용 강화 원소량과 베이나이트상, 혹은 또한 마텐자이트상에 의한 조직 강화에 의존하고 있다. 베이킹 경화성 및 구멍 확장률은 모두 베이나이트상의 점적률에 의존하는 경향이 있다. 또한, 예를 들어 강판 No. 7 의 결과에서도 알 수 있듯이, 베이나이트의 점적률이 큰 경우에 있어서도, 베이나이트상의 입자 내에 석출된 세멘타이트의 단위 면적당 수가 작은 강판에서는 양호한 신장 플랜지성은 얻을 수 없다.

한편, No. 4 는 마텐자이트상이 조직의 주체가 되어 있는 점에서, 양호한 베이킹 경화성과 신장 플랜지성을 얻을 수 없다. 마찬가지로, No. 6 은 페라이트상이 과도하게 성장되어 있는 점에서, 강도 및 베이킹 경화성, 신장 플랜지성이 저하되어 있다. No. 15 ? 19 는 청구 범위에서 조성이 벗어나 있는 강이지만, C 량이 적으면 강도가 부족하다. 한편, 과잉의 첨가는 구멍 확장률이 저하된다. Si 는 함유량이 많으면 페라이트상이 석출되기 쉬워지고, 또한 Si 유래로 생각되는 석출물 형성에 의해 베이킹 경화성, 신장 플랜지성이 저하된다. Mn 은 함유량이 적으면 목적으로 하는 강도를 얻을 수 없다는 것을 알 수 있다.

산업상 이용가능성

본 발명의 강판은, 자동차의 외판을 중심으로, 고강도화를 필요로 하는 자동차용 등의 각종 부품에 대해 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 자동차 부품 이외에도, 건축 및 가전 분야 등 엄격한 치수 정밀도, 가공성이 필요한 용도에도 바람직하다.

Claims

질량% 로, C : 0.040 ? 0.10 %, Si : 0.3 % 이하, Mn : 1.7 ? 2.5 %, P : 0.030 % 이하, S : 0.005 % 이하, Al : 0.1 % 이하, N : 0.006 ? 0.025 % 를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피 불순물로 이루어지는 성분 조성을 가지며, 베이나이트상의 점적률이 60 % 이상, 페라이트상 및 펄라이트상의 합계의 점적률이 10 % 이하이며, 상기 베이나이트상의 입자 내에 세멘타이트 입자가 1.4 × 10⁴ 개/㎟ 이상 석출됨과 함께 그 세멘타이트 입자의 평균 입경이 1.5 ㎛ 이하인 조직을 갖는 것을 특징으로 하는 인장 강도 590 ㎫ 이상의 고강도 열연 강판.
제 1 항에 있어서,
추가로, 질량% 로, Cr, Mo, Ni 의 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0.30 % 이하 함유하는 것을 특징으로 하는 인장 강도 590 ㎫ 이상의 고강도 열연 강판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
추가로, 질량% 로, Nb, Ti, V 의 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0.010 % 이하 함유하는 것을 특징으로 하는 인장 강도 590 ㎫ 이상의 고강도 열연 강판.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
추가로, 질량% 로, B : 0.0015 % 이하를 함유하는 것을 특징으로 하는 인장 강도 590 ㎫ 이상의 고강도 열연 강판.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 성분 조성을 갖는 강 슬래브를 1100 ? 1300 ℃ 에서 가열 후, (Ar₃ 점 + 50 ℃) 이상의 마무리 온도에서 열간 압연을 실시하고, 이어서, 1.5 s 이상의 방랭을 실시하고, 30 ℃/s 이상의 평균 냉각 속도로 냉각하여, 300 ? 500 ℃ 의 권취 온도에서 권취하는 것을 특징으로 하는 인장 강도 590 ㎫ 이상의 고강도 열연 강판의 제조 방법.