KR20140019838A - 초고강도 마텐자이트 강의 제조 방법 및 이 방법에 의해 획득된 시트 또는 부품 - Google Patents

초고강도 마텐자이트 강의 제조 방법 및 이 방법에 의해 획득된 시트 또는 부품 Download PDF

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아르셀러미탈 인베스티가시온 와이 데살롤로 에스엘
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Abstract

본 발명은 1 마이크로미터 미만의 평균 라스 크기를 갖는 완전히 마텐자이트 조직을 갖는 강 시트의 제조 방법에 관한 것으로, 라스들의 평균 연신 인자는 2 ~ 5 이고, 최대 치수 (lmax) 및 최소 치수 (lmin) 의 라스의 연신 인자는 lmax/lmin 으로 규정되고, 1,300 ㎫ 보다 큰 항복점, 및 (3,220(C)+958) 메가파스칼보다 큰 기계적 강도를 가지고, (C) 는 강의 탄소 중량 함량을 나타낸다. 본 방법은 하기 단계들을 포함하고 이 단계들은, 중량으로 표현했을 때, 0.15% ≤ C ≤ 0.40%, 1.5% ≤ Mn ≤ 3%, 0.005% ≤ Si ≤ 2%, 0.005% ≤ Al ≤ 0.1 %, 1.8% ≤ Cr ≤ 4%, 0% ≤ Mo ≤ 2% 이고, 2.7% ≤ 0.5(Mn)+(Cr)+3(Mo) ≤ 5.7%, S ≤ 0.05%, P ≤ 0.1 % 이고, 선택적으로, 0% ≤ Nb ≤ 0.050%, 0.01 % ≤ Ti ≤ 0.1 %, 0.0005% ≤ B ≤ 0.005%, 0.0005% ≤ Ca ≤ 0.005% 이고, 조성의 잔부는 철, 및 제조에 의해 유발되는 불가피한 불순물로 형성된, 조성을 가지는 강 반제품을 공급하는 단계; 1,050 ℃ ~ 1,250 ℃ 의 온도 (T1) 로 반제품을 가열한 후, 예로 40 마이크로미터 미만, 바람직하게 5 마이크로미터 미만의 평균 입도로, 전부 재결정화된 오스테나이트 조직을 가지는 시트를 획득하기 위해서, 30% 보다 큰 누적 감소율 (εa) 로 1,000 ~ 880 ℃ 의 온도 (T2) 에서 가열된 반제품이 조압연되는 단계; 및 예로 오스테나이트의 변태를 방지하기 위해서, 준안정 오스테나이트 범위에서 600 ℃ ~ 400 ℃ 의 온도 (T3) 까지, 2 ℃/s 보다 큰 속도 (VR1) 로 시트를 부분적으로 냉각한 후, 예로 임계 냉각 속도를 초과한 속도 (VR2) 로 냉각되는 시트를 획득하기 위해서, 30% 보다 큰 누적 감소율 (εb) 로, 완전히 냉각되지 않은 시트가 온도 (T3) 에서 최종 열간 압연되는 단계로 이루어진다.

Description

초고강도 마텐자이트 강의 제조 방법 및 이 방법에 의해 획득된 시트 또는 부품{METHOD FOR THE PRODUCTION OF VERY-HIGH-STRENGTH MARTENSITIC STEEL AND SHEET OR PART THUS OBTAINED}
본 발명은, 오스테나이트화 및 추후 마텐자이트 담금질과 단순 급속 냉각 처리에 의해 얻을 수 있는 기계적 강도보다 더 큰 기계적 강도, 및 자동차의 에너지 흡수 부품의 제조에 사용하기에 적합하도록 하는 기계적 강도와 연신 특성을 가지는 마텐자이트 조직을 갖는 강 시트 또는 부품을 제조하는 방법에 관한 것이다.
특정 용도에서, 높은 기계적 강도, 높은 충격 강도 및 양호한 내부식성을 조합한 강 부품을 제조하는 것을 목적으로 한다. 이 유형의 조합은, 차량의 중량을 상당히 감소시키려는 시도를 하고 있는 자동차 산업에서 특히 바람직하다. 이 중량 감소는 매우 높은 기계적 특징과 마텐자이트 또는 베이나이트-마텐자이트 미세조직을 갖는 강 부품의 사용 덕분에 특히 달성될 수 있다. 예컨대, 침입 방지 및 구조 부품뿐만 아니라 예를 들어 범퍼, 도어 또는 센터 필러 보강부 및 휠 암과 같은 자동차의 안전성에 기여하는 다른 부품들은 전술한 특징을 요구한다. 이 부품들의 두께는 바람직하게 3 밀리미터 미만이다.
EP 0971044 는 또한 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 코팅된 강 시트의 제조를 설명하는데, 이것의 조성은 중량퍼센트로 표현했을 때 0.15 ~ 0.5% C, 0.5 ~ 3% Mn, 0.1 ~ 0.5% Si, 0.011% Cr, Ti < 0.2%, Al < 0.1%, P < 0.1%, S < 0.05%, 0.0005% < B < 0.08% 를 포함하고, 잔부는 철과 프로세싱으로 유발되는 불가피한 불순물이다. 이 시트는 가열되어서 오스테나이트 변태를 달성한 후 열간 스탬핑되어서 부품을 제조하고, 이 부품은 그 후 급속 냉각되어서 마텐자이트 또는 마텐자이트-베이나이트 조직을 획득한다. 이런 식으로, 예를 들어 1,500 ㎫ 보다 큰 기계적 강도를 달성할 수 있다. 하지만, 목적은 훨씬 더 큰 기계적 강도를 가지는 부품을 획득하는 것이다. 추가 목적은, 주어진 레벨의 기계적 강도에서, 강의 용접성을 개선하기 위해서 강의 탄소 함량을 감소시키는 것이다.
부가적인 공지된 제조 방법은 "오스포밍" 이라고 불리는데, 이 방법으로 강은 완전히 오스테나이트화된 후 중간 온도, 일반적으로 대략 700 ~ 400 ℃, 오스테나이트가 준안정 상태인 범위로 급속 냉각된다. 이 오스테나이트는 열간 셰이핑 (hot-shaped) 된 후 급속 냉각되어서 전적으로 마텐자이트 조직을 얻는다. 특허 GB 1,080,304 는 또한 전술한 유형의 방법을 사용하도록 된 강 시트의 조성을 기술하는데, 이 조성은 0.15 ~ 1% 의 C, 0.25 ~ 3% 의 Mn, 1 ~ 2.5% 의 Si, 0.5 ~ 3% 의 Mo, 1 ~ 3% 의 Cu, 0.2 ~ 1% 의 V 를 함유한다.
GB 1,166,042 는 비슷하게 0.1 ~ 0.6% 의 C, 0.25 ~ 5% 의 Mn, 0.5 ~ 2% 의 Al, 0.5 ~ 3% 의 Mo, 0.01 ~ 2% 의 Si, 0.01 ~ 1% 의 V 를 함유하는, 이 오스포밍 프로세스에 적합한 강 조성을 기술한다.
이 강은 몰리브덴, 망간, 알루미늄, 규소 및/또는 구리의 상당한 첨가를 포함한다. 이 원소들의 목적은 오스테나이트를 위해 보다 넓은 범위의 준안정성을 조성하는 것이고, 즉 열간 셰이핑이 수행되는 온도에서 오스테나이트가 페라이트, 베이나이트 또는 펄라이트로 변태를 시작하는 것을 지연하는 것이다. 오스포밍에 대한 이 연구의 대부분은 0.3% 보다 많은 탄소 함량을 가지는 강에서 수행되었다. 따라서, 오스포밍에 적합한 이 조성은 용접을 위해 특별한 대책을 취해야 한다는 단점이 있고, 핫 딥 코팅이 적용된다면 또한 특정 문제를 야기한다. 이 조성은 또한 고가의 합금 원소를 포함한다.
따라서, 오스테나이트화 및 추후 당해 강의 단순 마텐자이트 담금질에 의해 얻을 수 있는 강도보다 50 ㎫ 초과만큼 더 큰 최종 강도를 강 시트가 가지도록 전술한 단점들을 가지지 않는 강 시트 또는 부품의 제조 방법을 제공하는 것이 바람직하다. 본 발명자들은, 0.15 ~ 0.40 중량% 의 탄소 함량의 경우, 전체 오스테나이트화 및 추후 단순 마텐자이트 담금질에 의해 제조된 강 시트의 최종 인장 강도 (Rm) 는 실제로 탄소 함량에만 의존하고 식 (1): Rm (메가파스칼) = 3220(C) + 908 에 기술된 대로 매우 높은 정밀도로 탄소 함량과 연관되는 것을 보여주었다. 이 식에서, (C) 는 중량퍼센트로 표현된 강의 탄소 함량을 표시한다. 따라서, 강의 주어진 탄소 함량 (C) 에서, 목적은 식 (1) 에서 50 ㎫ 보다 큰 최종 강도, 즉 이 강에 대해 3,220(C) + 958 ㎫ 보다 큰 강도를 얻을 수 있도록 하는 제조 방법을 제공하는 것이다. 목적은 매우 높은, 즉 1,300 ㎫ 보다 큰 항복 응력을 가지는 강 시트를 제조할 수 있도록 하는 방법을 제공하는 것이다. 목적은 또한 즉시, 즉 담금질 후 템퍼링 (tempering) 처리할 필요없이 사용될 수 있는 강 시트를 제조할 수 있도록 하는 방법을 제공하는 것이다. 목적은 또한 용융 금속의 욕에서 용이하게 핫 딥 코팅될 수 있는 시트 또는 부품의 제조를 가능하게 하는 제조 방법을 제공하는 것이다.
강 시트 또는 부품은 종래의 용접 방법을 사용해 용접가능해야 하고 고가의 합금 원소 첨가를 요구하지 않아야 한다.
본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하는 것이다. 본 발명의 특정 목적은 1,300 ㎫ 보다 큰 항복 응력, 메가파스칼로 표현했을 때, (3,220)(C)+958 ㎫ 보다 큰 기계적 인장 강도, 및 바람직하게 3% 보다 큰 총 연신율을 가지는 강 시트를 이용할 수 있도록 하는 것이다.
이를 위해, 본 발명의 목적은 1 마이크로미터 미만의 평균 라스 (lath) 크기를 갖는 전부 마텐자이트 조직인 강 시트의 제조 방법으로서, 라스들의 평균 연신 인자는 2 ~ 5 이고, 최대 치수 (lmax) 와 최소 치수 (lmin) 를 가지는 라스의 연신 인자는
Figure pct00001
에 의해 규정되고, 항복 응력은 1,300 ㎫ 보다 크고, 기계적 강도는 (3,220)(C)+958 메가파스칼보다 크고, (C) 는 중량퍼센트로 강의 탄소 함량을 표시하고, 상기 방법은 나열되는 순서로 하기 단계들:
― 강 반제품을 제공하는 단계로서, 상기 반제품의 성분은 중량퍼센트로 0.15% ≤ C ≤ 0.40%, 1.5% ≤ Mn ≤ 3%, 0.005% ≤ Si ≤ 2%, 0.005% ≤ Al ≤ 0.1%, 1.8% ≤ Cr ≤ 4%, 0% ≤ Mo ≤ 2%, 2.7% ≤ 0.5(Mn)+(Cr)+3(Mo) ≤ 5.7%, S ≤ 0.05%, P≤ 0.1% 이고, 선택적으로 0% ≤ Nb ≤ 0.050%, 0.01% ≤ Ti ≤ 0.1%, 0.0005% ≤ B ≤ 0.005%, 0.0005% ≤ Ca ≤ 0.005% 이고, 조성의 잔부는 철, 및 프로세싱으로부터 유발되는 불가피한 불순물로 이루어진, 상기 강 반제품을 제공하는 단계,
― 상기 반제품을 1,050 ℃ ~ 1,250 ℃ 의 온도 (T1) 로 가열하는 단계, 그 후
― 40 마이크로미터 미만, 바람직하게 5 마이크로미터 미만의 평균 입도를 갖는 완전히 재결정화된 오스테나이트 입자 조직을 갖는 시트를 획득하도록 30% 초과의 누적 감소율 (εa) 로, 상기 가열된 반제품을 1,000 ~ 880 ℃ 의 온도 (T2) 에서 조압연 (roughing rolling) 하는 단계로서, 상기 누적 감소율 (εa) 은
Figure pct00002
에 의해 규정되고, 여기에서 eia 는 열간 조압연 전의 상기 반제품의 두께를 표시하고, efa 는 조압연 후의 상기 시트의 두께를 표시하는, 상기 조압연하는 단계, 그 후
― 2 ℃/s 보다 큰 속도 (VR1) 로 준안정 오스테나이트 범위에서 600 ℃ ~ 400 ℃ 의 온도 (T3) 로 상기 시트를 불완전 냉각시키는 단계, 그 후
― 불완전 냉각된 상기 시트를, 30% 보다 큰 누적 감소율 (εb) 로 온도 (T3) 에서 열간 마무리 압연하여, 시트를 획득하는 단계로서, 상기 누적 감소율 (εb) 은
Figure pct00003
에 의해 규정되고, eib 는 열간 마무리 압연 전의 상기 반제품의 두께를 표시하고, efb 는 마무리 압연 후의 상기 시트의 두께를 표시하는, 불완전 냉각된 상기 시트를 열간 마무리 압연하는 단계, 그 후
― 상기 시트를 임계 마텐자이트 담금질 속도보다 큰 속도 (VR2) 로 냉각시키는 단계로 이루어진다.
본 발명의 부가적 목적은, 1 마이크로미터 미만의 평균 라스 크기를 갖는 전부 마텐자이트 조직인 강 부품의 제조 방법으로서, 라스들의 평균 연신 인자는 2 ~ 5 이고, 상기 방법은 나열되는 순서로 하기 단계들:
― 강 블랭크를 제공하는 단계로서, 상기 강 블랭크의 조성은, 함량을 중량퍼센트로 표현했을 때, 0.15% ≤ C ≤ 0.40%, 1.5% ≤ Mn ≤ 3%, 0.005% ≤ Si ≤ 2%, 0.005% ≤ Al ≤ 0.1%, 1.8% ≤ Cr ≤ 4%, 0% ≤ Mo ≤ 2%, 2.7% ≤ 0.5(Mn)+(Cr)+3(Mo) ≤ 5.7%, S ≤ 0.05%, P ≤ 0.1% 이고, 선택적으로: 0% ≤ Nb ≤ 0.050%, 0.01% ≤ Ti ≤ 0.1%, 0.0005% ≤ B ≤ 0.005%, 0.0005% ≤ Ca ≤ 0.005% 이고, 상기 조성의 잔부는 철, 및 프로세싱으로부터 유발되는 불가피한 불순물로 이루어지고, 평균 오스테나이트 입도가 40 마이크로미터 미만, 바람직하게 5 마이크로미터 미만이 되도록, 상기 블랭크를 AC3 ~ AC3+250 ℃ 범위의 온도 (T1) 로 가열하는, 상기 강 블랭크를 제공하는 단계,
― 가열된 상기 블랭크를 열간 스탬핑 프레스 또는 열간 성형 기기로 이송하는 단계, 그 후
― 상기 블랭크를, 오스테나이트의 변태를 방지하도록 2 ℃/s 보다 큰 속도 (VR1) 로 600 ℃ ~ 400 ℃ 범위의 온도 (T3) 로 냉각시키는 단계,
― 전술한 마지막 두 단계의 순서는 반대로 될 수 있고, 그 후
― 냉각된 상기 블랭크를, 적어도 하나의 구역에서 30% 보다 큰 양 (
Figure pct00004
) 만큼 상기 온도 (T3) 에서 열간 스탬핑하거나 열간 성형하여, 부품을 획득하는 단계로서,
Figure pct00005
는
Figure pct00006
에 의해 규정되고, ε1 및 ε2 는 상기 온도 (T3) 에서 모든 변형 단계 동안의 누적 주 변형인, 냉각된 상기 블랭크를 열간 스탬핑하거나 열간 성형하는 단계, 그 후,
― 상기 시트를 임계 마텐자이트 담금질 속도보다 큰 속도 (VR2) 로 냉각시키는 단계로 이루어진다.
바람직한 일 모드에서, 상기 블랭크를 열간 스탬핑하여 부품을 획득한 후, 상기 부품은, 상기 임계 마텐자이트 템퍼링 속도보다 큰 속도 (VR2) 로 상기 부품을 냉각시키도록, 스탬핑 공구에 유지된다.
바람직한 일 모드에서, 상기 블랭크는 알루미늄 또는 알루미늄계 합금으로 프리 코팅 (pre-coat) 된다.
바람직한 다른 모드에서, 상기 블랭크는 아연 또는 아연계 합금으로 프리 코팅된다.
바람직하게, 전술한 제조 방법 중 어느 하나에 의해 획득된 강 시트 또는 강 부품은 5 ~ 30 분의 기간 동안 150 ~ 600 ℃ 인 온도 (T4) 에서 후속 템퍼링 열 처리를 거친다.
본 발명의 부가적 목적은, 전술한 제조 방법 중 어느 하나에 의해 획득되는, 템퍼링되지 않은 강 시트로서, 1,300 ㎫ 보다 큰 항복 응력 및 (3,220)(C)+958 메가파스칼보다 큰 기계적 강도를 갖고, (C) 는 강의 탄소 함량을 중량퍼센트로 표시하고, 전부 마텐자이트 조직을 갖고, 1 마이크로미터 미만의 평균 라스 크기를 가지고, 라스들의 평균 연신 인자는 2 ~ 5 이다.
본 발명의 부가적 목적은, 전술한 임의의 부품 제조 방법에 의해 획득되는, 템퍼링되지 않은 강 부품으로서, 상기 부품은 1 마이크로미터 미만의 평균 라스 크기를 갖는 전부 마텐자이트 조직을 구비하는 적어도 하나의 구역을 포함하고, 라스들의 평균 연신 인자는 2 ~ 5 이고, 상기 구역에서 항복 응력은 1,300 ㎫ 보다 크고 기계적 강도는 (3,220)(C)+958 메가파스칼보다 크며, (C) 는 중량퍼센트로 강의 탄소 함량을 표시한다.
본 발명의 부가적 목적은 전술한 템퍼링 처리를 갖는 방법에 의해 획득되는 강 시트 또는 부품으로서, 강은 적어도 하나의 구역에서 1.2 마이크로미터 미만의 평균 라스 입도와 전부 마텐자이트 조직을 가지고, 라스들의 평균 연신 인자는 2 ~ 5 이다.
본 발명자들은 특정 범위의 강 조성으로 수행된 특정 오스포밍 방법 덕분에 전술한 문제점들이 해결될 수 있음을 보여주었다. 오스포밍이 고가의 합금 원소 첨가를 요구하는 것으로 나타내는 것처럼 보이는 이전의 연구와 달리, 발명자들은, 놀랍게도, 이 효과가 상당히 더 적은 양의 합금 원소를 함유한 조성 덕분에 얻어질 수 있음을 보여주었다.
본 발명의 부가적 특징 및 장점은, 예로서 제공되고 첨부 도면과 관련된 하기 상세한 설명에서 더 분명해질 것이다.
도 1 은 본 발명에 의해 주장된 방법으로 제조된 강 시트의 미세조직의 일례를 도시한다.
도 2 는 오스테나이트 범위에서 가열 후 단순 마텐자이트 담금질이 뒤따르는 기준 방법에 의해 제조된 동일한 강의 일례를 도시한다.
도 3 은 본 발명에 의해 주장된 방법으로 제조된 강 부품의 미세조직의 일례를 도시한다.
본 발명에 의해 주장된 방법에 사용된 강의 조성은 이하 더 상세히 설명된다:
강의 탄소 함량이 0.15 중량% 미만일 때, 사용된 방법을 고려하면, 강의 경화능은 불충분하고, 전부 마텐자이트 조직을 달성할 수 없다. 이 함량이 0.40% 를 초과할 때, 이 시트 또는 이 부품으로 제조된 용접 조인트는 불충분한 인성을 보여준다. 본 발명의 용도를 위한 최적의 탄소 함량은 0.16 ~ 0.28% 이다.
망간은, 마텐자이트가 형성되기 시작하는 온도를 낮추어 오스테나이트의 분해 속도를 늦춘다. 오스포밍의 사용을 가능하도록 하는 만족스러운 효과를 달성하기 위해서, 망간 함량은 1.5% 미만이어서는 안 된다. 게다가, 망간 함량이 3% 를 초과했을 때, 분리 구역이 과도한 양으로 존재하는데, 이것은 본 발명에 의해 주장된 방법의 수행에 역효과를 가진다. 본 발명에 의해 주장된 방법의 수행에 대해 바람직한 범위는 1.8 ~ 2.5% Mn 이다.
규소 함량은 액체 상에서 강의 탈산에 기여하도록 0.005% 보다 커야 한다. 규소 함량은 금속 코팅욕을 통하여 강 시트를 연속적으로 통과시키는 것을 포함하는 방법에서 코팅성을 상당히 감소시키는 표면 산화물의 형성 때문에 2 중량% 를 초과해서는 안 된다.
크롬 및 몰리브덴은 오스테나이트의 변태를 지연하고 페라이트-펄라이트 및 베이나이트 변태 범위를 분리하는데 매우 효과적인 원소이고, 페라이트-펄라이트 변태는 베이나이트 변태보다 높은 온도에서 발생한다. 이 변태 범위는 오스테나이트로 시작하는 TTT (변태-온도-시간) 등온 변태 다이어그램에서 2 개의 완전히 분리된 "노우즈 (noses)" 의 형태로 반영되는데, 이것은 본 발명에 의해 주장된 방법을 수행할 수 있도록 한다.
강의 크롬 함량은 오스테나이트의 변태를 늦추는 효과가 충분하도록 1.8 중량% ~ 4 중량% 이어야 한다. 강의 크롬 함량은 망간 및 몰리브덴과 같은 경화능을 증가시키는 다른 원소의 함량을 고려하고; 사실상, 오스테나이트로 시작하는 변태에서 망간, 크롬 및 몰리브덴의 각각의 효과를 고려해, 하기 조건에 관해 이 원소들의 조합된 첨가가 이루어져야 하고, 알려진 (Mn), (Cr) 및 (Mo) 의 각각의 양은 중량퍼센트로 2.7% ≤ 0.5(Mn) + (Cr) + 3(Mo) ≤ 5.7% 로 표현된다.
하지만, 몰리브덴 함량은 그것의 비싼 가격 때문에 2% 를 초과해서는 안 된다.
본 발명에 의해 주장된 강의 알루미늄 함량은 액체 상태로 강의 충분한 탈산을 달성하기 위해서 0.005% 이상이다. 알루미늄 함량이 0.1 중량% 를 초과할 때 주조 문제가 발생할 수 있다. 알루미나 개재물이 또한 과다한 양 또는 크기로 형성될 수 있는데, 이것은 인성에 바람직하지 못한 영향을 미친다.
강에서 황과 인의 레벨은 본 발명에 따라 제조된 부품 또는 시트의 연성 또는 인성의 감소를 방지하기 위해서 각각 0.05% 및 0.1% 로 제한된다.
강은 선택적으로 니오븀 및/또는 티타늄을 함유할 수 있고, 이것은 입도를 부가적으로 감소시킬 수 있다. 이 첨가가 부여하는 고온 경화 특성에도 불구하고, 그것은 그렇지만 열간 압연 중 인가되어야 하는 힘을 증가시키지 않도록 니오븀에 대해 0.050% 로 제한되어야 하고 티타늄에 대해 0.01 ~ 0.1% 로 유지되어야 한다.
선택적으로, 강은 또한 붕소를 함유할 수 있고; 실제로, 오스테나이트의 상당한 변형은 냉각 중 페라이트로 변태를 가속화할 수 있는데, 이 현상은 방지되어야 한다. 0.0005 ~ 0.005 중량% 범위의 붕소 첨가는, 조기 (premature) 페라이트 변태에 대한 대비책을 제공한다.
선택적으로, 강은 또한 0.0005 ~ 0.005% 의 양으로 칼슘을 함유할 수도 있고; 산소 및 황과 조합함으로써, 칼슘은 큰 개재물의 형성을 방지할 수 있는데, 큰 개재물은 시트 또는 시트로부터 제조된 부품의 연성에 바람직하지 못한 영향을 미친다.
강 조성 중 잔부는 철 및 프로세싱으로부터 유발되는 불가피한 불순물로 이루어진다.
본 발명에 의해 주장된 대로 제조된 강 시트 또는 부품은 매우 미세한 라스와 전부 마텐자이트 조직을 특징으로 하는데; 열 기계적 사이클 및 특정 조성 때문에, 마텐자이트 라스의 평균 크기는 1 마이크로미터 미만이고 그것의 평균 연신 계수는 2 ~ 5 이다. 이 미세조직 특징은, 예를 들어, EBSD ("전자 후방 산란 회절") 검출기와 결합된, 1200x 보다 높은 배율에서, 전계 방출 전자총 ("MEB-FEG" 기술) 에 의하여 주사 전자 현미경을 통하여 미세조직을 관찰함으로써 결정된다. 2 개의 인접한 라스는 그것의 배향이탈 (misorientation) 이 5 도보다 클 때 분리된 것으로 규정된다. 라스의 평균 크기는 그 자체가 공지된 인터셉트 방법에 의해 규정되고; 미세조직에 대해 랜덤하게 규정된 라인에 의해 인터셉트된 라스의 평균 크기가 평가된다. 대표 평균값을 얻기 위해서 적어도 1,000 개의 마텐자이트 라스에 대해 측정된다. 그 후, 개별화된 라스의 모폴리지는 그 자체가 공지된 소프트웨어를 사용해 이미지 분석에 의해 결정되고; 각 마텐자이트 라스의 최대 치수 (lmax) 및 최소 치수 (lmin) 뿐만 아니라 그것의 연신 인자 (
Figure pct00007
) 가 결정된다. 통계적으로 대표적이도록, 이 관찰은 적어도 1,000 개의 마텐자이트 라스를 포함해야 한다. 그 후, 관찰된 이 라스 전부에 대해 평균 연신 인자 (
Figure pct00008
) 가 결정된다.
본 발명에 의해 주장된 방법은 압연 시트 또는 열간 스탬핑되거나 열간 셰이핑된 부품 중 어느 하나를 제조하는데 사용될 수 있다. 이 2 가지 모드는 하기에서 더 상세히 설명된다.
본 발명에 의해 주장된 열간 압연 시트 제조 방법은 다음 단계들을 포함한다:
먼저, 위에서 명시된 조성을 가지는 강 반제품이 얻어진다. 이 반제품은 연속 주조 슬래브, 예를 들어, 즉 얇은 슬래브 또는 잉곳의 형태일 수 있다. 비제한적인 예로서, 연속 주조 슬래브는 대략 200 ㎜ 의 두께를 가지고, 얇은 슬래브는 대략 50 ~ 80 ㎜ 의 두께를 갖는다. 이 반제품은 1,050 ℃ ~ 1,250 ℃ 의 온도 (T1) 로 가열된다. 온도 T1 은, 가열 중 전체 오스테나이트 변태 온도인 Ac3 보다 높다. 따라서, 이 가열은 반제품에 존재할 수도 있는 임의의 니오븀 탄질화물 (carbonitrides) 의 용해뿐만 아니라 강의 완전한 오스테나이트화를 얻을 수 있도록 한다. 이 재가열 단계는 또한 하기 기술되는 후속 열간 압연 작동을 수행할 수 있도록 하고; 반제품은 1,000 ~ 880 ℃ 범위의 온도 (T2) 에서 조압연으로 불리는 압연 프로세스를 부여받는다.
조압연의 다른 단계들의 누적 감소율은 εa 로 표시된다. eia 가 열간 조압연 전 반제품의 두께를 표시하고, efa 가 이 압연 후 시트의 두께를 표시한다면, 누적 감소율은
Figure pct00009
에 의해 규정된다. 본 발명은, 조압연 중 누적 감소율 (εa) 이 30% 보다 높아야 한다는 것을 알려준다. 이 조건 하에, 변형 (εa) 이 200% 초과하고 온도 T2 가 950 ~ 880 ℃ 범위에 있을 때 얻어진 오스테나이트는 40 마이크로미터 미만, 또는 심지어 5 마이크로미터 미만의 평균 입도로 전부 재결정화된다. 그 후, 시트는 불완전하게, 즉 2 ℃/s 보다 큰 속도 (VR1) 로, 오스테나이트의 변태를 방지하는 중간 온도 (T3) 로, 600 ℃ ~ 400 ℃ 범위의 온도 (T3) 로 냉각되는데, 이 온도 범위에서 오스테나이트는 준안정적이고, 즉 이 범위에서 열역학적 평형 조건 하에 존재해서는 안 된다. 그 후, 시트는 온도 (T3) 에서 열간 마무리 압연되어서, 누적 감소율 (εb) 은 30% 보다 크다. 이 조건 하에, 재결정화가 발생하지 않는 소성 변형된 오스테나이트 조직이 얻어진다. 그 후, 시트는 임계 마텐자이트 담금질 속도보다 높은 속도 (VR2) 로 냉각된다.
전술한 방법은 특히 슬래브를 기반으로 평평한 제품 (시트) 의 제조를 설명하지만, 본 발명은 이 기하학적 구조 또는 이 유형의 제품에 제한되지 않고, 후속 열간 성형 단계를 통하여 길이가 긴 제품, 바, 로드 또는 구조용 형재의 제조에 사용될 수 있다.
열간 스탬핑되거나 열간 성형된 부품의 제조 방법은 다음과 같다:
먼저, 강 블랭크가 얻어지는데, 그것의 조성은 중량으로 다음과 같다: 0.15% ≤ C ≤ 0.40%, 1.5% ≤ Mn ≤ 3%, 0.005% ≤ Si ≤ 2%, 0.005% ≤ Al ≤ 0.1%, 1.8% ≤ Cr ≤ 4%, 0% ≤ Mo ≤ 2%, 2.7% ≤ 0.5(Mn) + (Cr) + 3(Mo) ≤ 5.7%, S ≤ 0.05%, P ≤ 0.1% 이고 선택적으로: 0% ≤ Nb ≤ 0.050%, 0.01% ≤ Ti ≤ 0.1%, 0.0005% ≤ B ≤ 0.005%, 0.0005% ≤ Ca ≤ 0.005% 이다.
이 평평한 블랭크는, 의도된 부품의 최종 기하학적 구조에 알맞은 형상으로 시트 또는 코일로부터 절삭하여 얻어진다. 이 블랭크는 코팅되지 않거나 선택적으로 프리 코팅될 수 있다. 프리 코팅은 알루미늄 또는 알루미늄계 합금일 수 있다. 알루미늄계 합금의 경우에, 시트는 유리하게도 중량퍼센트로 5 ~ 11% 의 규소, 2 ~ 4% 의 철, 선택적으로 15 ~ 30 ppm 의 칼슘을 함유하고, 잔부는 알루미늄 및 프로세싱으로 유발되는 불가피한 불순물로 이루어진 알루미늄-규소 합금 욕에 연속 디핑함으로써 획득될 수 있다.
블랭크는 또한 아연 또는 아연계 합금으로 프리 코팅될 수 있다. 프리 코팅 프로세스는 특히 핫 딥 아연도금 ("GI"; galvanizing) 또는 합금화아연도금 ("GA"; galvannealing) 의 유형일 수 있다.
블랭크는 Ac3 ~ Ac3 + 250 ℃ 의 온도 (T1) 로 가열된다. 블랭크가 프리 코팅된다면, 바람직하게 보통의 대기 하에 노에서 가열이 수행되고; 강과 프리 코팅 사이의 합금화는 이 단계에서 발생한다. 합금화에 의해 형성된 코팅은 밑에 있는 강이 산화 및 탈탄되는 것을 방지하고 후속 열간 성형에 알맞다. 블랭크는 그것의 내부 온도의 균일성을 보장하도록 온도 T1 에서 유지된다. 예를 들어, 0.5 ~ 3 ㎜ 의 범위에 있을 수 있는 블랭크의 두께에 따라, 온도 T1 에서 유지 시간은 30 초 내지 5 분으로 변한다.
이 조건 하에, 블랭크에서 강의 조직은 완전히 오스테나이트이다. 온도를 Ac3 + 250 ℃ 로 제한하는 목적은 오스테나이트 입자 확장을 40 마이크로미터 미만의 평균 크기로 제한하는 것이다. 온도가 Ac3 ~ Ac3 + 50 ℃ 일 때 평균 입도는 바람직하게 5 마이크로미터 미만이다.
― 이런 식으로 가열된 블랭크는 그 후 열간 스탬핑 프레스 또는 열간 성형 기기로 이송되고; 열간 성형 기기는 예를 들어 "롤 성형" 기기일 수 있는데, 이 기기에서 블랭크는 그것이 원하는 부품의 최종 기하학적 구조에 이를 때까지 일련의 롤러에서 열간 성형함으로써 점차 셰이핑된다. 블랭크는 오스테나이트의 변태를 유발하지 않도록 충분히 빠르게 프레스 또는 성형 기기로 이송되어야 한다.
― 블랭크는 오스테나이트의 변태를 방지하도록 2 ℃/s 보다 큰 속도 (VR1) 로 600 ℃ ~ 400 ℃ 의 온도 (T3) 로 냉각되고, 이 온도 범위에서 오스테나이트는 준안정적이다.
일 변형예에서, 또한 이 마지막 두 단계의 순서를 반대로 할 수 있는데, 즉 먼저 2 ℃/s 보다 큰 속도 (VR1) 로 블랭크를 냉각한 후, 이 블랭크를 스탬핑 프레스 또는 열간 셰이핑 기기로 이송하여서, 블랭크는 하기 기술되는 대로 스탬핑되거나 열간 셰이핑될 수 있다.
블랭크는 400 ~ 600 ℃ 범위의 온도 (T3) 에서 열간 스탬핑되거나 열간 성형되어서, 이 열간 성형은 전술한 롤 성형의 경우에서처럼 단일 단계 또는 복수의 연속 단계로 수행될 수 있다. 처음에 평평한 블랭크로 시작해, 스탬핑은 그 형상이 전개될 수 없는 부품을 얻을 수 있도록 한다. 열간 성형 모드에 관계없이, 누적 변형 (
Figure pct00010
) 은 재결정화되지 않는 변형된 오스테나이트를 얻도록 30% 보다 커야 한다. 변형 모드는 부품의 기하학적 구조 및 국부적 응력 모드 (팽창, 수축, 단축 견인 (traction) 또는 압축) 때문에 하나의 위치에서 다른 위치로 변할 수 있으므로,
Figure pct00011
은
Figure pct00012
에 의해 부품의 각 지점에서 규정된 등가의 변형을 표시하는데 사용되고, 이 식에서 ε1 및 ε2 는 온도 (T3) 에서 모든 변형 단계에 대해 축적된 주 변형이다. 제 1 변형예에서, 셰이핑 부품의 모든 지점에서 조건
Figure pct00013
〉30% 를 충족하도록 열간 셰이핑 모드가 선택된다.
선택적으로, 이 조건이 부품의 가장 크게 응력을 받는 구역에 대응하는 임의의 특정 지점에서만 충족되는 열간 성형 방법을 또한 이용할 수 있는데, 이 목적은 특히 높은 기계적 특성을 달성하는 것이다. 이 조건 하에서, 결과적으로 기계적 특성이 가변적인 부품을 유발하는데, 그것은 단순 마텐자이트 담금질을 갖는 임의의 지점을 가질 수 있고 (열간 셰이핑 중 국부적으로 변형될 수 없는 구역의 경우), 본 발명에 의해 주장된 방법으로 형성되는 다른 구역을 가질 수 있는데, 이것은 극도로 작은 라스 크기와 증가된 기계적 특성을 가지는 마텐자이트 조직을 유발한다.
열간 셰이핑 후, 부품은 전부 마텐자이트 조직을 얻기 위해서 임계 마텐자이트 담금질 속도보다 큰 속도 (VR2) 로 냉각된다. 열간 스탬핑의 경우에, 이 냉각은 공구 또는 다이 내 부품을 공구 또는 다이와 밀착되게 유지함으로써 달성될 수 있다. 열 전도에 의한 이 냉각은 예컨대 냉각 액체의 순환을 허용하는 공구 또는 다이에 기계가공된 채널 때문에 스탬핑 공구 또는 다이를 냉각함으로써 가속화될 수 있다.
사용된 강의 조성 이외에, 본 발명에 의해 주장된 열간 스탬핑 방법은, 따라서, 블랭크가 프레스에 위치결정되자마자, 열간 스탬핑을 개시하는 것으로 이루어진 종래의 방법과 상이하다. 종래의 방법에 따르면, 강의 항복 응력은 고온에서 최저이고 프레스에 의해 요구되는 힘은 최저이다. 그에 비해, 본 발명에 의해 주장된 방법은 블랭크가 오스포밍에 적합한 온도 범위에 도달할 수 있도록 하는 대기 기간을 관찰한 후, 종래의 방법에서보다 상당히 낮은 온도에서 블랭크를 열간 스탬핑하는 것으로 이루어진다. 블랭크의 주어진 두께에 대해, 종래의 방법에서보다 획득된 최종 조직이 더 미세할지라도, 프레스로부터 요구되는 스탬핑력은 약간 더 높은데, 이것은 보다 높은 기계적 특성의 항복 응력, 강도 및 연성을 유발한다. 주어진 응력 레벨에 대응하는 성능 사양을 충족시키도록, 따라서 블랭크의 두께를 감소시킬 수 있고, 따라서 본 발명에 의해 주장된 부품을 스탬핑하는데 필요한 힘을 감소시킬 수 있다.
더욱이, 종래의 열간 스탬핑 방법에서, 방지하는 것이 바람직한, 고온에서 이런 변형은 가장 많이 변형된 구역에서 페라이트 형성을 촉진시키는 경향이 있으므로, 스탬핑 직후 열간 셰이핑은 제한되어야 한다. 본 발명에 의해 주장된 방법은 이런 제한을 갖지 않는다.
본 발명에 의해 주장된 방법의 변형예가 무엇이든지, 강 시트 또는 부품은 5 ~ 30 분의 기간 동안 150 ~ 600 ℃ 의 온도 (T4) 에서 수행되는 열 템퍼링 처리를 부여받을 수 있다. 이 템퍼링 처리는 일반적으로 항복 응력 및 인장 강도의 감소로 연성을 증가시킨다. 하지만, 발명자들은, 종래의 담금질 후 얻은 것보다 적어도 50 ㎫ 높은 기계적 인장 강도 (Rm) 를 부여하는 본 발명에 의해 주장된 방법이 150 ~ 600 ℃ 의 온도에서 템퍼링 처리 후에도 이 장점을 유지하는 것을 보여주었다. 미세조직의 미세도 (fineness) 특징은 이 템퍼링 처리에 의해 유지되어서, 라스의 평균 크기는 1.2 마이크로미터 미만이고 라스의 평균 연신 인자는 2 ~ 5 이다.
비제한적인 예로서 제공된 다음 결과들은 본 발명에 의해 달성되는 유리한 특징들을 보여준다.
실시예 1:
중량% 로 표현된, 하기 열거된 원소를 함유한 강 반제품이 제공된다:
Figure pct00014

31 ㎜ 두께의 반제품은 1,050 ℃ 의 온도 (T1) 에서 30 분 동안 가열되어 유지되었고, 그 후 6 ㎜ 의 두께로, 즉 164% 의 누적 감소율 (εa) 로 910 ℃ 의 온도 (T2) 에서 5 개의 패스 (passes) 로 조압연되었다. 이 스테이지에서, 조직은 전부 오스테나이트이고 30 마이크로미터의 평균 입도로 완전히 재결정화된다. 이렇게 획득된 시트는 그 후 25 ℃/s 의 속도로 550 ℃ 의 온도 (T3) 로 냉각되었고 이 온도에서 시트는 60% 의 누적 감소율 (εb) 로 5 개의 패스에서 압연되었고, 그 후 80 ℃/s 의 속도로 주위 온도로 냉각되어서 완전히 마텐자이트의 미세조직을 획득한다. 비교를 위해, 전술한 조성을 갖는 강 시트는 1,250 ℃ 에서 30 분 동안 가열되어 유지되었고, 그 후 물 속에서 담금질에 의해 냉각되어서 완전히 마텐자이트의 미세조직을 획득한다 (기준 처리).
인장 테스트에 의하여, 이런 상이한 제조 모드에 의해 획득된 시트의 항복 응력 (Re), 최종 강도 (Rm) 및 총 연신율 (A) 이 결정되었다. 하기 표는 또한 이 추정값과 실제로 측정된 저항 사이의 차이 (ΔRm) 뿐만 아니라 단순 마텐자이트 담금질 후 강도의 추정값 (3220(C)+908) (㎫) 을 보여준다.
획득된 시트의 미세조직은 전계 방출 전자총 ("MEB-FEG") 기술을 이용한 주사 전자 현미경 및 EBSD 검출기에 의해 또한 관찰되었다. 마텐자이트 조직의 라스의 평균 크기뿐만 아니라 그것의 평균 연신 인자 (
Figure pct00015
) 가 또한 수량화되었다.
이런 상이한 특징의 결과는 하기에 제공된다. 테스트 A1 및 테스트 A2 는 2 가지 상이한 조건에서 강 조성 A 로 수행된 테스트를 표시하고; 테스트 B1 은 강 조성 B 로 수행되었다.
Figure pct00016

도 1 은 테스트 A1 의 경우에 획득된 미세조직을 도시한다. 대조적으로, 도 2 는 단지 1,250 ℃ 로 가열되고, 이 온도에서 30 분 동안 유지된 후 물 속에서 담금질된 동일한 강의 미세조직을 도시한다 (테스트 A2). 본 발명에 의해 주장된 방법은, 기준 조직에서보다 상당히 더 미세하고 덜 연신된 평균 라스 크기를 가지는 마텐자이트를 획득할 수 있도록 한다.
테스트 A2 (단순 마텐자이트 담금질) 의 경우에, 식 (1) 을 기반으로 추정된 강도 값 (1,536 ㎫) 은 실험적으로 결정된 값 (1,576 ㎫) 에 가깝다는 것이 관찰되었다.
본 발명에 의해 주장된 테스트 A1 및 테스트 B1 에서, ΔRm 의 값은 각각 353 ㎫ 및 306 ㎫ 이다. 따라서, 본 발명에 의해 주장된 방법은 단순 마텐자이트 담금질에 의해 얻는 것보다 상당히 더 높은 기계적 강도 값을 얻을 수 있도록 한다. 이 강도 증가 (353 또는 306 ㎫) 는, 대략 0.11% 또는 0.09% 의 부가량이 첨가된 강에 적용되는 단순 마텐자이트 담금질에 의해, 식 (1) 에 따라, 얻은 것과 등가이다. 그러나, 본 발명에 의해 주장된 방법은 이런 단점 없이 매우 높은 기계적 강도 값을 달성할 수 있도록 하지만, 탄소 함량에서 이 유형의 증가는 용접성과 인성 면에서 바람직하지 못한 결과를 가질 것이다.
본 발명에서 주장된 대로 제조된 시트는, 그것의 낮은 탄소 함량 때문에, 일반적 방법을 이용한 용접, 특히 스폿 저항 용접에 양호한 적합성을 갖는다.
그 후, 열 템퍼링 처리는 위의 조건 B1 에서 상이한 온도 조건 하에 상이한 기간 동안 강에서 수행되었고; 최대 600 ℃ 의 온도 및 최대 30 분의 기간에 대해, 마텐자이트 라스의 평균 크기는 1.2 마이크로미터 미만으로 유지된다.
실시예 2:
중량퍼센트 (%) 로 표현했을 때, 다음 조성을 갖는, 3 ㎜ 의 두께를 가지는 강 블랭크가 획득되었다:
Figure pct00017

블랭크는 그 후 5 분 동안 1,000 ℃ (즉, 대략 Ac3 + 210 ℃) 로 가열되었다. 블랭크는 그 후:
― 50 ℃/s 로 525 ℃ 의 온도 (T3) 까지 냉각된 후, 이 온도에서 50% 보다 큰 등가의 변형 (
Figure pct00018
) 으로 열간 스탬핑된 후, 임계 마텐자이트 담금질 속도보다 큰 속도로 냉각되거나 (테스트 B2)
― 50 ℃/s 로 525 ℃ 의 온도로 냉각된 후, 임계 마텐자이트 담금질 속도보다 큰 속도로 냉각되었다 (테스트 B3).
하기 표는 획득된 기계적 특성을 보여준다:
Figure pct00019

도 3 은 본 발명에 의해 주장된 조건 B3 에서 획득된 미세조직을 도시하고, 매우 미세한 평균 라스 크기 (0.9 마이크로미터) 및 낮은 연신 인자로 특징짓는다.
따라서, 본 발명은 매우 만족스러운 경제적 조건 하에 매우 높은 기계적 특징을 갖는 미처리 (bare) 되거나 코팅된 시트 또는 부품의 제조를 가능케 한다.
이 시트 또는 부품은 유리하게도 안전 관련 부품, 및 특히 침입 방지 또는 언더보디 부품, 자동차 구성을 위한 보강 바 및 센터 필러의 제조에 사용될 수 있다.

Claims (9)

1 마이크로미터 미만의 평균 라스 (lath) 크기를 갖는 전부 (totally) 마텐자이트 조직인 강 시트의 제조 방법으로서,
라스들의 평균 연신 인자는 2 ~ 5 이고, 최대 치수 (lmax) 와 최소 치수 (lmin) 를 가지는 라스의 연신 인자는
Figure pct00020
에 의해 규정되고, 항복 응력은 1,300 ㎫ 보다 크고, 기계적 강도는 (3,220)(C)+958 메가파스칼보다 크고, (C) 는 중량퍼센트로 강의 탄소 함량을 표시하고, 상기 방법은 이하에서 기재되는 순서대로 하기 단계들:
― 강 반제품을 제공하는 단계로서, 상기 강 반제품의 조성은, 함량을 중량으로 표현했을 때,
0.15% ≤ C ≤ 0.40%,
1.5% ≤ Mn ≤ 3%,
0.005% ≤ Si ≤ 2%,
0.005% ≤ Al ≤ 0.1%,
1.8% ≤ Cr ≤ 4%,
0% ≤ Mo ≤ 2%,
2.7% ≤ 0.5(Mn)+(Cr)+3(Mo) ≤ 5.7%,
S ≤ 0.05%,
P≤ 0.1% 이고,
선택적으로:
0% ≤ Nb ≤ 0.050%,
0.01% ≤ Ti ≤ 0.1%,
0.0005% ≤ B ≤ 0.005%,
0.0005% ≤ Ca ≤ 0.005% 이고,
상기 조성의 잔부는 철, 및 프로세싱으로부터 유발되는 불가피한 불순물로 이루어지는, 상기 강 반제품을 제공하는 단계,
― 상기 반제품을 1,050 ℃ ~ 1,250 ℃ 의 온도 (T1) 로 가열하는 단계, 그 후
― 가열된 상기 반제품을 1,000 ~ 880 ℃ 의 온도 (T2) 에서 30% 초과의 누적 감소율 (εa) 로 조압연 (roughing rolling) 하여, 40 마이크로미터 미만, 바람직하게 5 마이크로미터 미만의 평균 입도를 갖는 완전히 재결정화된 오스테나이트 입자 조직을 가지는 시트를 획득하는 단계로서, 상기 누적 감소율 (εa) 은
Figure pct00021
에 의해 규정되고, 여기에서 eia 는 열간 조압연 전의 상기 반제품의 두께를 표시하고 efa 는 조압연 후의 상기 시트의 두께를 표시하는, 상기 조압연하는 단계, 그 후
― 상기 시트를, 2 ℃/s 보다 큰 속도 (VR1) 로 준안정 오스테나이트 범위에서 600 ℃ ~ 400 ℃ 의 온도 (T3) 로 불완전 냉각시키는 단계, 그 후
― 불완전 냉각된 상기 시트를, 30% 보다 큰 누적 감소율 (εb) 로 상기 온도 (T3) 에서 열간 마무리 압연하여, 시트를 획득하는 단계로서, 상기 누적 감소율 (εb) 은
Figure pct00022
에 의해 규정되고, eib 는 열간 마무리 압연 전의 상기 반제품의 두께를 표시하고, efb 는 마무리 압연 후의 상기 시트의 두께를 표시하는, 상기 불완전 냉각된 시트를 열간 마무리 압연하는 단계, 그 후
― 상기 시트를 임계 마텐자이트 담금질 (quenching) 속도보다 큰 속도 (VR2) 로 냉각되는 단계
로 이루어진, 강 시트의 제조 방법.
1 마이크로미터 미만의 평균 라스 크기를 갖는 전부 마텐자이트 조직인 강 부품의 제조 방법으로서,
라스들의 평균 연신 인자는 2 ~ 5 이고, 최대 치수 (lmax) 와 최소 치수 (lmin) 를 가지는 라스의 연신 인자는
Figure pct00023
에 의해 규정되고, 상기 방법은 이하에서 기재되는 순서대로 하기 단계들:
― 강 블랭크를 획득하는 단계로서, 상기 강 블랭크의 조성은, 함량을 중량으로 표현했을 때,
0.15% ≤ C ≤ 0.40%,
1.5% ≤ Mn ≤ 3%,
0.005% ≤ Si ≤ 2%,
0.005% ≤ Al ≤ 0.1%,
1.8% ≤ Cr ≤ 4%,
0% ≤ Mo ≤ 2%,
2.7% ≤ 0.5(Mn)+(Cr)+3(Mo) ≤ 5.7%,
S ≤ 0.05%,
P ≤ 0.1% 이고,
선택적으로:
0% ≤ Nb ≤ 0.050%,
0.01% ≤ Ti ≤ 0.1%,
0.0005% ≤ B ≤ 0.005%,
0.0005% ≤ Ca ≤ 0.005% 이고,
상기 조성의 잔부는 철, 및 프로세싱으로부터 유발되는 불가피한 불순물로 이루어지는, 상기 강 블랭크를 획득하는 단계,
― 평균 오스테나이트 입도가 40 마이크로미터 미만, 바람직하게 5 마이크로미터 미만이 되도록, 상기 블랭크를 AC3 ~ AC3 + 250 ℃ 의 온도 (T1) 로 가열하는 단계, 그 후
― 가열된 상기 블랭크를 열간 스탬핑 프레스 또는 열간 성형 기기로 이송하는 단계, 그 후
― 상기 블랭크를, 오스테나이트의 변태를 방지하도록 2 ℃/s 보다 큰 속도 (VR1) 로 600 ℃ ~ 400 ℃ 의 온도 (T3) 로 냉각시키는 단계,
― 상기 마지막 두 단계의 순서는 반대로 될 수 있고, 그 후
― 냉각된 상기 블랭크를, 상기 온도 (T3) 에서 적어도 하나의 구역에서 30% 보다 큰 양 (
Figure pct00024
) 만큼 열간 스탬핑하거나 열간 성형하여, 부품을 획득하는 단계로서,
Figure pct00025
는
Figure pct00026
에 의해 규정되고, ε1 및 ε2 는 상기 온도 (T3) 에서 모든 변형 단계 동안에 축적된 주 변형 (principal deformations) 인, 냉각된 상기 블랭크를 열간 스탬핑하거나 열간 성형하는 단계, 그 후,
― 상기 부품을 임계 마텐자이트 담금질 속도보다 큰 속도 (VR2) 로 냉각시키는 단계로 이루어진, 강 부품의 제조 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 블랭크를 열간 스탬핑하여 부품을 획득한 후, 상기 부품은 상기 임계 마텐자이트 담금질 속도보다 큰 속도 (VR2) 로 상기 부품을 냉각시키도록 스탬핑 공구에 유지되는 것을 특징으로 하는, 강 부품의 제조 방법.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 블랭크는 알루미늄 또는 알루미늄계 합금으로 프리 코팅 (pre-coat) 되는 것을 특징으로 하는, 강 부품의 제조 방법.
제 2 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 블랭크는 아연 또는 아연계 합금으로 프리 코팅되는 것을 특징으로 하는, 강 부품의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 강 시트 또는 강 부품의 제조 방법으로서,
상기 시트는 5 ~ 30 분의 기간 동안 150 ~ 600 ℃ 인 온도 (T4) 에서 후속 템퍼링 열 처리를 거치는 것을 특징으로 하는, 강 시트 또는 강 부품의 제조 방법.
제 1 항에 따른 방법으로 획득되는 강 시트로서,
1,300 ㎫ 보다 큰 항복 응력, 및 (3,220)(C)+958 메가파스칼보다 큰 기계적 강도를 가지고, (C) 는 중량퍼센트로 강의 탄소 함량을 표시하고,
전부 마텐자이트 조직을 가지고, 1 마이크로미터 미만의 평균 라스 크기를 가지고, 라스들의 평균 연신 인자는 2 ~ 5 인 강 시트.
제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 획득되는 강 부품으로서,
1 마이크로미터 미만의 평균 라스 크기를 갖는 전부 마텐자이트 조직을 구비하는 적어도 하나의 구역을 포함하고, 라스들의 평균 연신 인자는 2 ~ 5 이고, 상기 적어도 하나의 구역에서 항복 응력은 1,300 ㎫ 보다 크고 기계적 강도는 (3,220)(C)+958 메가파스칼보다 크며, (C) 는 중량퍼센트로 강의 탄소 함량을 표시하는, 강 부품.
제 6 항에 따른 방법으로 획득되는 강 시트 또는 강 부품으로서,
전부 마텐자이트 조직을 가지고, 적어도 하나의 구역에서 1.2 마이크로미터 미만의 평균 라스 입도를 가지고, 라스들의 평균 연신 인자는 2 ~ 5 인, 강 시트 또는 강 부품.
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