KR20160003849A - 냉연 강판, 아연 도금 냉연 강판 및 그것들의 제조 방법 - Google Patents

냉연 강판, 아연 도금 냉연 강판 및 그것들의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

냉연 강판은 소정의 화학 조성을 갖고, 페라이트의 면적 분율:95％ 이상, 잔류 오스테나이트의 면적 분율 및 마르텐사이트의 면적 분율:합계로 1％ 내지 3％, 잔류 오스테나이트의 면적 분율과 잔류 오스테나이트 중의 탄소 농도와의 곱:1 이상, (hkl)면의 강도를 I(hkl)로 나타낼 때, 표면으로부터의 깊이가 냉연 강판의 두께 1/4의 영역에서의, I(111)/{I(100)＋I(110)}의 값:2 이하로 나타내어지는 조직을 갖는다.

Description

냉연 강판, 아연 도금 냉연 강판 및 그것들의 제조 방법{COLD-ROLLED STEEL PLATE, GALVANIZED COLD-ROLLED STEEL PLATE, AND METHOD FOR MANUFACTURING SAID PLATES}
본 발명은, 프레스 성형성이 우수한 냉연 강판, 아연 도금 냉연 강판 및 그것들의 제조 방법에 관한 것이다.
자동차에는 다양한 강판이 사용되고 있고, 골격계의 부품에는 980㎫를 초과하는 강도의 강판이 사용되고 있다. 이것은, 충돌 안전성을 확보하면서, 차체를 경량화해서 자동차의 연비를 향상시키기 위함이다. 패널계의 부품용의 강판에도, 차체의 경량화 및 충돌 안전성을 양립시키기 위해 강도의 향상이 요구되고 있지만, 패널계의 부품용의 강판에서는, 용도에 따라서는 프레스 성형성이 매우 중요하다.
예를 들어, 프레스 성형성이 요구되는 외판 부품에는, Ti 및 Nb를 첨가한 극저탄소 강판이 사용되고, 특히 도어의 외판 패널에는, 내덴트성을 부여하기 위해 BH(bake hardening) 강판이 사용되고 있다. 또한, 프레스 성형 시에 발생하는 면 변형이라고 불리는 면 결함을 회피하는 시점으로부터도, 항복 강도가 낮은 강판이 사용되고 있다. 이와 같이, 패널계의 부품용의 강판이어도, 내판 등의 복잡한 형상의 부품 또는 외판 부품에 사용되는 강판에 대해서는, 프레스 성형 시에 발생하는 면 변형 등의 제약으로부터 골격계의 부품 정도의 고강도는 요구되지 않고, 연강판과 동등한 높은 연성이 요구된다.
연성 및 고강도를 구비한 강판으로서, 변태 야기 소성 효과를 활용한 TRIP(transformation-induced plasticity) 강판이 알려져 있다. 예를 들어, 외판용 고강도 용융 아연 도금 강판 및 그 제조 방법이 특허문헌 1에 개시되어 있다.
그러나, 특허문헌 1에 기재된 강판을 포함하고, 종래의 TRIP 강판에서는, 패널계의 부품에 적합한 380㎫ 내지 630㎫의 강도를 얻으면서, 보다 우수한 연성 및 구멍 확장성을 얻는 것은 곤란하다. 특허문헌 2 내지 5에도 다양한 강판이 기재되어 있지만, 380㎫ 내지 630㎫의 강도를 얻으면서, 보다 우수한 연성 및 구멍 확장성을 얻는 것은 곤란하다.
일본 특허 공개 제2012-117148호 공보 일본 특허 공개 제2005-8961호 공보 국제 공개 제2011/148490호 일본 특허 공개 제2000-290745호 공보 일본 특허 공개 제2009-249676호 공보
본 발명은, 적당한 강도를 가지면서, 우수한 연성 및 구멍 확장성을 얻을 수 있는 냉연 강판, 아연 도금 냉연 강판 및 그것들의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본원 발명자는, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 이하에 나타내는 발명의 여러 형태에 상도하였다.
(1)
질량％로,
Si:0.01％ 내지 0.50％,
Mn 혹은 Cr 또는 이들 양쪽:합계로 0.70％ 내지 1.50％,
C: Cr:0％ 이상 0.30％ 미만의 경우는 0.030％ 내지 0.060％,
Cr:0.30％ 이상 1.50％ 이하의 경우는 0.030％ 내지 0.080％,
Al:0.800％ 내지 2.000％,
P:0.030％ 이하,
S:0.0100％ 이하,
Mo:0.10％ 내지 0.50％,
O:0.0070％ 이하,
N:0.0070％ 이하,
B:0％ 내지 0.0020％,
Ti:0％ 내지 0.050％,
Nb:0％ 내지 0.050％,
V:0％ 내지 0.050％,
Ni:0％ 내지 1.00％,
Cu:0％ 내지 1.00％,
Ca 혹은 REM 또는 이들 양쪽:합계로 0％ 내지 0.0300％,
W:0％ 내지 1.000％,
Mg:0％ 내지 0.010％,
Zr:0％ 내지 0.200％,
As:0％ 내지 0.500％,
Co:0％ 내지 1.000％,
Sn:0％ 내지 0.200％,
Pb:0％ 내지 0.200％,
Y:0％ 내지 0.200％,
Hf:0％ 내지 0.2000％,
잔부:Fe 및 불순물
로 나타내어지는 화학 조성을 갖고,
페라이트의 면적 분율:95％ 이상,
잔류 오스테나이트의 면적 분율 및 마르텐사이트의 면적 분율:합계로 1％ 내지 3％,
잔류 오스테나이트의 면적 분율과 잔류 오스테나이트 중의 탄소 농도와의 곱:1 이상,
(hkl)면의 강도를 I(hkl)로 나타낼 때, 표면으로부터의 깊이가 냉연 강판의 두께 1/4의 영역에서의, I(111)/{I(100)＋I(110)}의 값:2 이하
로 나타내어지는 조직을 갖는 것을 특징으로 하는 냉연 강판.
(2)
상기 화학 조성에 있어서,
Cr:0.30％ 내지 0.80％, 혹은
Mn:0.40％ 내지 1.00％
또는 이들 양쪽이 성립되는 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 냉연 강판.
(3)
상기 화학 조성에 있어서,
B:0.0003％ 내지 0.0020％,
Ti:0.005％ 내지 0.050％,
Nb:0.005％ 내지 0.050％, 혹은
V:0.005％ 내지 0.050％
또는 이들 임의의 조합이 성립되는 것을 특징으로 하는 (1) 또는 (2)에 기재된 냉연 강판.
(4)
상기 화학 조성에 있어서,
Ni:0.01％ 내지 1.00％, 혹은
Cu:0.01％ 내지 1.00％
또는 이들 양쪽이 성립되는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 냉연 강판.
(5)
상기 화학 조성에 있어서, Ca 혹은 REM 또는 이들 양쪽:합계로 0.0005％ 내지 0.0300％가 성립되는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (4) 중 어느 한 항에 기재된 냉연 강판.
(6)
상기 화학 조성에 있어서,
W:0.001％ 내지 1.000％,
Mg:0.0001％ 내지 0.010％,
Zr:0.0001％ 내지 0.200％,
As:0.0001％ 내지 0.500％,
Co:0.0001％ 내지 1.000％,
Sn:0.0001％ 내지 0.200％,
Pb:0.0001％ 내지 0.200％,
Y:0.0001％ 내지 0.200％, 혹은
Hf:0.0001％ 내지 0.2000％
또는 이들 임의의 조합이 성립되는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (5) 중 어느 한 항에 기재된 냉연 강판.
(7)
(1) 내지 (6) 중 어느 한 항에 기재된 냉연 강판과,
상기 냉연 강판의 표면에 형성된 용융 아연 도금층 또는 합금화 용융 아연 도금층
을 갖는 것을 특징으로 하는 아연 도금 냉연 강판.
(8)
1250℃ 이하의 온도 영역에서 가열한 슬래브의 열간 압연을 행하여 열연판을 얻는 공정과,
상기 열연판을 650℃ 이하의 온도 영역에서 권취하는 공정과,
계속해서, 70％ 이상의 압하율로 상기 열연판의 냉간 압연을 행하여 냉연판을 얻는 공정과,
750℃ 내지 900℃의 온도 영역에서 상기 냉연판의 연속 어닐링을 행하는 공정
을 갖고,
상기 열간 압연을 행하는 공정은, 850℃ 내지 1000℃의 온도 영역에서 페라이트 및 오스테나이트의 2상이 존재하는 상태로 마무리 압연을 행하는 공정을 갖고,
상기 마무리 압연에서는, 최후의 3 스탠드에서의 총압하량을 60％ 이상으로 하고,
상기 마무리 압연의 종료로부터 1초간 이내에 냉각을 개시하고,
상기 슬래브는, 질량％로,
Si:0.01％ 내지 0.50％,
Mn 혹은 Cr 또는 이들 양쪽:합계로 0.70％ 내지 1.50％,
C: Cr:0％ 이상 0.30％ 미만의 경우는 0.030％ 내지 0.060％,
Cr:0.30％ 이상 1.50％ 이하의 경우는 0.030％ 내지 0.080％,
Al:0.800％ 내지 2.000％,
P:0.030％ 이하,
S:0.0100％ 이하,
Mo:0.10％ 내지 0.50％,
O:0.0070％ 이하,
N:0.0070％ 이하,
B:0％ 내지 0.0020％,
Ti:0％ 내지 0.050％,
Nb:0％ 내지 0.050％,
V:0％ 내지 0.050％,
Ni:0％ 내지 1.00％,
Cu:0％ 내지 1.00％,
Ca 혹은 REM 또는 이들 양쪽:합계로 0％ 내지 0.0300％,
W:0％ 내지 1.000％,
Mg:0％ 내지 0.010％,
Zr:0％ 내지 0.200％,
As:0％ 내지 0.500％,
Co:0％ 내지 1.000％,
Sn:0％ 내지 0.200％,
Pb:0％ 내지 0.200％,
Y:0％ 내지 0.200％,
Hf:0％ 내지 0.2000％,
잔부:Fe 및 불순물
로 나타내어지는 화학 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 냉연 강판의 제조 방법.
(9)
상기 화학 조성에 있어서,
Cr:0.30％ 내지 0.80％, 혹은
Mn:0.40％ 내지 1.00％
또는 이들 양쪽이 성립되는 것을 특징으로 하는 (8)에 기재된 냉연 강판의 제조 방법.
(10)
상기 화학 조성에 있어서,
B:0.0003％ 내지 0.0020％,
Ti:0.005％ 내지 0.050％,
Nb:0.005％ 내지 0.050％, 혹은
V:0.005％ 내지 0.050％
또는 이들 임의의 조합이 성립되는 것을 특징으로 하는 (8) 또는 (9)에 기재된 냉연 강판의 제조 방법.
(11)
상기 화학 조성에 있어서,
Ni:0.01％ 내지 1.00％, 혹은
Cu:0.01％ 내지 1.00％
또는 이들 양쪽이 성립되는 것을 특징으로 하는 (8) 내지 (10) 중 어느 한 항에 기재된 냉연 강판의 제조 방법.
(12)
상기 화학 조성에 있어서, Ca 혹은 REM 또는 이들 양쪽:합계로 0.0005％ 내지 0.0300％가 성립되는 것을 특징으로 하는 (8) 내지 (11) 중 어느 한 항에 기재된 냉연 강판의 제조 방법.
(13)
상기 화학 조성에 있어서,
W:0.001％ 내지 1.000％,
Mg:0.0001％ 내지 0.010％,
Zr:0.0001％ 내지 0.200％,
As:0.0001％ 내지 0.500％,
Co:0.0001％ 내지 1.000％,
Sn:0.0001％ 내지 0.200％,
Pb:0.0001％ 내지 0.200％,
Y:0.0001％ 내지 0.200％, 혹은
Hf:0.0001％ 내지 0.2000％
또는 이들 임의의 조합이 성립되는 것을 특징으로 하는 (8) 내지 (12) 중 어느 한 항에 기재된 냉연 강판의 제조 방법.
(14)
(8) 내지 (13) 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 냉연 강판을 제조하는 공정과,
상기 냉연 강판의 표면에 용융 아연 도금층 또는 합금화 용융 아연 도금층을 형성하는 공정
을 갖는 것을 특징으로 하는 아연 도금 냉연 강판의 제조 방법.
본 발명에 따르면, 적당한 강도를 가지면서, 우수한 연성 및 구멍 확장성을 얻을 수 있다. 또한, TRIP 효과에 의해, 딥 드로잉성의 향상을 기대할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다.
우선, 본 실시 형태에 관한 냉연 강판의 조직에 대해서 설명한다. 본 실시 형태에 관한 냉연 강판은, 페라이트의 면적 분율(VF):95％ 이상, 잔류 오스테나이트의 면적 분율(VγR) 및 마르텐사이트의 면적 분율(VM):합계로 1％ 내지 3％, 잔류 오스테나이트의 면적 분율(VγR)과 잔류 오스테나이트 중의 탄소 농도(CγR)와의 곱:1 이상, (hkl)면의 강도를 I(hkl)로 나타낼 때, 표면으로부터의 깊이가 냉연 강판의 두께 1/4의 영역에서의, I(111)/{I(100)＋I(110)}의 값:2 이하로 나타내어지는 조직을 갖는다.
(페라이트의 면적 분율(VF(％)):95％ 이상)
페라이트는 우수한 변형능을 나타내고, 연성을 높인다. 페라이트의 면적 분율이 95％ 미만이면, 충분한 연성이 얻어지지 않는다. 따라서, 페라이트의 면적 분율은 95％ 이상으로 한다.
(잔류 오스테나이트의 면적 분율(VγR(％)) 및 마르텐사이트의 면적 분율(VM(％)):합계로 1％ 내지 3％)
잔류 오스테나이트 및 마르텐사이트는 강도의 확보에 기여한다. 잔류 오스테나이트의 면적 분율 및 마르텐사이트의 면적 분율의 합이 1％ 미만에서는, 충분한 강도를 얻을 수 없다. 잔류 오스테나이트의 면적 분율 및 마르텐사이트의 면적 분율의 합이 3％ 초과이면, 충분한 구멍 확장성을 얻을 수 없다. 따라서, 잔류 오스테나이트의 면적 분율 및 마르텐사이트의 면적 분율은 합계로 1％ 내지 3％로 한다.
(잔류 오스테나이트의 면적 분율(VγR(％))과 잔류 오스테나이트 중의 탄소 농도(CγR(질량％))와의 곱:1 이상)
잔류 오스테나이트의 특성은, 당해 잔류 오스테나이트 중의 탄소 농도의 영향을 크게 받는다. 잔류 오스테나이트의 면적 분율과 잔류 오스테나이트 중의 탄소 농도와의 곱(VγR×CγR)이 1 미만에서는, 충분한 연성, 예를 들어, 40％ 이상의 신장을 얻을 수 없다. 따라서, 잔류 오스테나이트의 면적 분율과 잔류 오스테나이트 중의 탄소 농도와의 곱은 1 이상으로 한다.
(표면으로부터의 깊이가 냉연 강판의 두께 1/4의 영역에서의, I(111)/{I(100)＋I(110)}의 값:2 이하)
I(111)/{I(100)＋I(110)}의 값, 즉 면 강도비는 페라이트의 집합 조직의 형태를 반영한다. 표면으로부터의 깊이가 냉연 강판의 두께 1/4의 영역(판 두께 1/4t부)에 있어서의 면 강도비가 2 초과이면, 면 내 이방성이 너무 크므로, 충분한 구멍 확장성을 얻을 수 없다. 판 두께 1/4t부에 있어서의 면 강도비는 바람직하게는 1 이하이다. 또한, (hkl)면의 강도(I(hkl))는 전계 방사형 주사형 전자 현미경(FESEM:field emission scanning electron microscope)을 사용한 전자선 후방 산란 회절(EBSD:electron backscattered diffraction pattern)법이나 X선 회절법에 의해 취득할 수 있다. 즉, FESEM-EBSD법이나 X선 회절법에 의해, 페라이트의 집합 조직의 특징을 파악할 수 있다. 또한, 후술하는 실시예에서는, (111)면의 강도, (100)면의 강도 및 (110)면의 강도를 FESEM-EBSD법에 의해 구하고 있다.
페라이트, 잔류 오스테나이트, 마르텐사이트 및 베이나이트의 판별, 존재 위치의 확인 및 면적 분율의 측정은, 예를 들어, 냉연 강판의 압연 방향 및 두께 방향에 평행한 단면, 또는 압연 방향에 직교하는 단면의 관찰에 의해 행할 수 있다. 단면의 관찰에서는, 예를 들어, 당해 단면을 나이탈 시약으로 부식시켜, 1000배 내지 100000배의 배율로 주사형 전자 현미경(SEM:scanning electron microscope) 또는 투과형 전자 현미경(TEM:transmission electron microscope)에 의해 관찰하면 된다. 나이탈 시약 대신에, 다른 부식액을 사용해도 된다. 사용 가능한 부식액의 일례가 일본 특허 공개 소59-219473호 공보에 기재되어 있다. 일본 특허 공개 소59-219473호 공보에 기재된 부식액은, 「에탄올 100mL에 피크르산을 1 내지 5g의 비율로 용해한 A액, 물 100mL에 티오황산나트륨 1 내지 25g과 시트르산 1 내지 5g의 비율로 용해한 B액, A액과 B액을 1:1로 혼합한 후, 질산을 1.5 내지 4％의 비율로 첨가 혼합한 전처리액과, 2％ 나이탈액에 상기 전처리액을 10％의 비율로 혼합하거나, 또는 에탄올 100mL에 질산 2 내지 5％의 비율로 혼합한 후 처리액으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 컬러 에칭액」이다. 또한, FESEM을 사용한 EBSD법에 의해 결정 방위 해석을 행하고, 조직을 판별하고, 존재 위치를 확인하고, 면적 분율을 측정할 수도 있다.
마르텐사이트의 면적 분율(VM), 페라이트의 면적 분율(VF), 잔류 오스테나이트의 면적 분율(VγR) 및 베이나이트의 면적 분율(VB)은, 다음과 같이 하여 측정할 수도 있다. 예를 들어, 강판의 압연 방향 및 두께 방향에 평행한 단면을 관찰면으로서 시료를 채취하고, 관찰면을 전계 연마하고, 표면으로부터의 깊이가 강판의 두께 1/8 내지 3/8의 부분을 FESEM에 의해 관찰하고, EBSD법에 의해 면적 분율을 측정한다. 그 때에, 5000배의 배율로 10 시야씩 측정하고, 그 평균값을 면적 분율로 한다. 해석에는, 가부시끼가이샤 TSL 솔루션즈제의 「OIM-Analysis 5」를 사용할 수 있다.
또한, 베이나이트 및 펄라이트가 포함되어 있어도, 그것들의 면적 분율의 합이 1％ 미만이면, 본 실시 형태의 효과를 얻을 수 있다.
잔류 오스테나이트 중의 탄소 농도(CγR)는 다음과 같이 하여 특정할 수 있다. 우선, Fe를 타깃으로 한 X선 회절에 의해, 잔류 오스테나이트의 (200)면, (220)면 및 (311)면에 대해서, 각각, 면 강도의 반값 폭 중점으로부터 격자 상수를 구한다. 그리고, 이들 격자 상수의 평균값을 오스테나이트의 격자 상수(a0)로 하고, 하기의 수학식 1로부터 탄소 농도(CγR)를 산출한다. 수학식 1 중의 「％Al」은 당해 냉연 강판의 Al 함유량이며, 그 계수(0.0087)는, 문헌(C. M. Chu et. al.:Scr. Metal. et Mater., Vol.30, p.505-508)의 Table 1로부터 다중 회귀에 의해 구한 값이다.
Figure pct00001
이들 조건이 만족되는 경우, 베이나이트에 인접하고 있는 잔류 오스테나이트 및 마르텐사이트가 매우 적고, 양호한 연성 및 구멍 확장성이 얻어진다. 또한, 베이나이트의 면적 분율(VB)을 잔류 오스테나이트의 면적 분율(VγR)로 나눈 몫(VB/VγR)은 0.6 이하가 된다. 베이나이트에 인접하고 있는 잔류 오스테나이트 및 마르텐사이트가 매우 적음으로써 양호한 연성 및 구멍 확장성이 얻어지는 이유는, 확실하지는 않지만, 다음과 같이 생각된다. 일반적으로, 잔류 오스테나이트 또는 마르텐사이트의 주변에 변형되기 쉬운 페라이트가 존재함으로써, 보다 성형능이 향상된다. 잔류 오스테나이트의 주변에 베이나이트가 적은 경우, 당해 잔류 오스테나이트의 형상이 구상에 가까워지므로, 변형의 집중이 일어나기 어려워, 당해 잔류 오스테나이트는 프레스 성형 등의 가공을 받아도, 그 후기까지 잔존한다. 이로 인해, TRIP의 효과가 지속되어, 양호한 연성 및 구멍 확장성이 얻어진다. 또한, 베이나이트에 인접하고 있는 잔류 오스테나이트의 면적 분율 및 마르텐사이트의 면적 분율의 합(f_N)은 작으면 작을수록 바람직하다. 면적 분율의 합(f_N)은 바람직하게는 마르텐사이트의 면적 분율 및 잔류 오스테나이트의 면적 분율의 합에 대해 3할 이하이고, 보다 바람직하게는 2할 이하이다.
다음에, 본 발명의 실시 형태에 관한 냉연 강판 및 그 제조에 사용하는 슬래브의 화학 조성에 대해서 설명한다. 상세는 후술하지만, 본 발명의 실시 형태에 관한 냉연 강판은, 슬래브의 열간 압연, 냉각, 권취, 냉간 압연 및 연속 어닐링 등을 거쳐서 제조된다. 따라서, 냉연 강판 및 슬래브의 화학 조성은 냉연 강판의 특성뿐만 아니라, 이들 처리를 고려한 것이다. 이하의 설명에 있어서, 냉연 강판 및 그 제조에 사용되는 슬래브에 포함되는 각 원소의 함유량의 단위인 「％」는, 특별히 언급이 없는 한 「질량％」를 의미한다. 본 실시 형태에 관한 냉연 강판 및 그 제조에 사용되는 슬래브는, Si:0.01％ 내지 0.50％, Mn 혹은 Cr 또는 이들 양쪽:합계로 0.70％ 내지 1.50％, C:0.030％ 내지 0.060％(Cr:0％ 이상 0.30％ 미만의 경우) 또는 0.030％ 내지 0.080％(Cr:0.30％ 이상 1.50％ 이하의 경우), Al:0.800％ 내지 2.000％, P:0.030％ 이하, S:0.0100％ 이하, Mo:0.10％ 내지 0.50％, O:0.0070％ 이하, N:0.0070％ 이하, B:0％ 내지 0.0020％, Ti:0％ 내지 0.050％, Nb:0％ 내지 0.050％, V:0％ 내지 0.050％, Ni:0％ 내지 1.00％, Cu:0％ 내지 1.00％, Ca 또는 REM(희토류 금속) 또는 이들 양쪽:합계로 0％ 내지 0.0300％, W:0％ 내지 1.000％, Mg:0％ 내지 0.010％, Zr:0％ 내지 0.200％, As:0％ 내지 0.500％, Co:0％ 내지 1.000％, Sn:0％ 내지 0.200％, Pb:0％ 내지 0.200％, Y:0％ 내지 0.200％, Hf:0％ 내지 0.2000％, 잔부:Fe 및 불순물로 나타내어지는 화학 조성을 갖고 있다. 불순물로서는, 광석이나 스크랩 등의 원재료에 포함되는 것, 제조 공정에 있어서 포함되는 것이 예시된다.
(Si:0.01％ 내지 0.50％)
Si는, 냉연 강판의 강도의 향상에 기여하고, 시멘타이트의 석출을 억제해서 잔류 오스테나이트를 안정화시킨다. Si 함유량이 0.01％ 미만에서는, 이들 효과가 충분히 얻어지지 않는다. 따라서, Si 함유량은 0.01％ 이상으로 한다. 또한, Si 함유량의 저감에는, 엄청난 비용이 드는 경우가 있다. Si 함유량이 0.50％ 초과에서는, 고용 강화에 의해 강도가 너무 높아져, 충분한 프레스 성형성이 얻어지지 않는다. 따라서, Si 함유량은 0.50％ 이하로 하고, 바람직하게는 0.10％ 이하로 한다. Si 함유량이 과잉이면, 용융 아연 도금층을 형성할 때에 충분한 도금 습윤성이 얻어지지 않는 경우가 있다.
(Mn 혹은 Cr 또는 이들 양쪽:합계로 0.70％ 내지 1.50％)
Mn 및 Cr은, 켄칭성을 확보하고, 적당량의 잔류 오스테나이트의 확보에 기여한다. Mn 함유량 및 Cr 함유량의 합이 0.70％ 미만에서는, 페라이트 및 펄라이트가 과잉으로 형성되고, 원하는 잔류 오스테나이트의 면적 분율이 얻어지지 않는다. Mn 함유량 및 Cr 함유량의 합은 0.70％ 이상으로 한다. Mn 함유량 및 Cr 함유량의 합이 1.50％ 초과에서는, 강도가 너무 높아져, 충분한 프레스 성형성이 얻어지지 않는다. Mn 및／또는 Cr의 편석에 기인하는 취화에 의해, 주조한 슬래브가 균열되는 등의 트러블이 생기기 쉬워진다. 용접성이 저하되는 경우도 있다. 열연판의 강도가 과도하게 높아져, 냉연율을 높게 확보하는 것이 곤란하게 되는 경우도 있다. 따라서, Mn 함유량 및 Cr 함유량의 합은 1.50％ 이하로 한다. Mn 함유량 및 Cr 함유량의 합이 0.70％ 내지 1.50％이면, Mn 또는 Cr의 한쪽이 포함되어 있지 않아도 된다.
Cr 함유량은 0.30％ 내지 0.80％인 것이 바람직하고, Mn 함유량은 0.40％ 내지 1.00％인 것이 바람직하다. 0.30％ 이상의 Cr 및 0.40％ 이상의 Mn은, 켄칭성의 가일층의 향상에 기여한다. Cr 함유량이 0.80％ 초과 또는 Mn 함유량이 1.00％ 초과에서는, 편석에 기인하는 취화가 일어나기 쉬워지거나, 열연판의 강도가 높아져 냉연성이 저하되거나 하는 경우가 있다. 후술하는 바와 같이, Cr 함유량이 0.30％ 미만에서는, C 함유량이 0.060％ 초과의 경우에, 충분한 프레스 성형이 얻어지지 않지만, Cr 함유량이 0.30％ 이상이면, C 함유량이 0.060％ 초과이어도 충분한 프레스 성형이 얻어지는 경우가 있다.
(C:0.030％ 내지 0.060％(Cr:0％ 이상 0.30％ 미만의 경우) 또는 0.030％ 내지 0.080％(Cr:0.30％ 이상 1.50％ 이하의 경우))
C는, 냉연 강판의 강도의 향상에 기여하고, 잔류 오스테나이트를 안정화시킨다. C 함유량이 0.030％ 미만에서는, 이들 효과가 충분히 얻어지지 않는다. 따라서, C 함유량은 0.030％ 이상으로 하고, 바람직하게는 0.040％ 이상으로 한다. Cr 함유량이 0％ 이상 0.30％ 미만인 경우에 C 함유량이 0.060％ 초과에서는, 강도가 너무 높아져, 충분한 프레스 성형성이 얻어지지 않는다. 따라서, Cr 함유량이 0％ 이상 0.30％ 미만인 경우, C 함유량은 0.060％ 이하로 하고, 바람직하게는 0.050％ 이하로 한다. 한편, Cr 함유량이 0.30％ 이상 1.50％ 이하인 경우는, C 함유량이 0.080％ 이하이면, 0.060％ 초과이어도 충분한 프레스 성형성을 얻을 수 있다. 따라서, Cr 함유량이 0.30％ 이상 1.50％ 이하인 경우, C 함유량은 0.080％ 이하로 하고, 바람직하게는 0.060％ 이하로 한다. C 함유량이 0.060％ 초과이어도 충분한 프레스 성형성이 얻어지는 이유는 명백하지 않지만, Cr의 작용에 의해, 어닐링 시에도 탄화물이 용해되지 못하여 남고, 잔류 오스테나이트 및 마르텐사이트 등의 경질 조직의 생성이 억제되어, 강도의 과잉 상승이 억제되기 때문이라고 생각된다. 또한, Cr의 고용 강화능이 Mn의 그것보다도 낮은 것도 충분한 프레스 성형성이 얻어지는 한 요인이라고 생각된다.
(Al:0.800％ 내지 2.000％)
Al은, 용강을 탈산하는 작용을 갖고, 잔류 오스테나이트를 안정화시켜, 높은 연성의 확보에 기여한다. Al 함유량이 0.800％ 미만에서는, 충분한 연성이 얻어지지 않는다. 따라서, Al 함유량은 0.800％ 이상으로 한다. Al 함유량이 2.000％ 초과이면, 냉연 강판 중에 산화물이 다량으로 잔존하여, 기계적 특성, 특히 국부 변형능이 열화되거나, 특성의 편차가 커지거나 한다. Al 함유량을 2.000％ 초과이고, 잔류 오스테나이트를 안정화시키는 효과가 포화된다. 따라서, Al 함유량은 2.000％ 이하로 한다. 주조 시의 노즐 막힘의 회피 등의 관점에서, Al 함유량은 바람직하게는 1.700％ 이하로 한다.
(P:0.030％ 이하)
P는, 필수 원소가 아니라, 예를 들어, 강 중에 불순물로서 함유된다. P는, 강판의 두께 방향의 중앙부에 편석되기 쉽고, 또한, 용접부를 취화시킨다. P의 편석은 구멍 확장성의 저하에 연결된다. 이로 인해, P 함유량은 낮으면 낮을수록 좋다. 특히 P 함유량이 0.030％ 초과이고, 구멍 확장성의 저하 및 용접부의 취화가 현저하다. 따라서, P 함유량은 0.030％ 이하로 한다. 또한, P 함유량을 0.001％ 미만으로 하기 위해서는, 엄청난 비용을 요하는 경우가 있다. P 함유량의 저감에는 비용이 들고, 0.001％ 미만까지 저감하고자 하면, 비용이 현저하게 상승한다. 이로 인해, P 함유량은 0.001％ 이상으로 해도 된다.
(S:0.0100％ 이하)
S는, 필수 원소가 아니라, 예를 들어, 강 중에 불순물로서 함유된다. S 함유량이 높을수록 주조 시의 제조성 및 열간 압연 시의 제조성이 저하된다. 이로 인해, S 함유량은 낮으면 낮을수록 좋다. 특히 S 함유량이 0.0100％ 초과이고, 제조성의 저하가 현저하다. 따라서, S 함유량은 0.0100％ 이하로 한다. S 함유량의 저감에는 비용이 들고, 0.0001％ 미만까지 저감하고자 하면, 비용이 현저하게 상승한다. 이로 인해, S 함유량은 0.0001％ 이상으로 해도 된다.
(Mo:0.10％ 내지 0.50％)
Mo는, 잔류 오스테나이트의 확보, 특히 용융 아연 도금 처리가 행해질 때의 잔류 오스테나이트의 확보에 기여한다. Mo 함유량이 0.10％ 미만에서는, 이 효과가 충분히 얻어지지 않는다. 따라서, Mo 함유량은 0.10％ 이상으로 한다. Mo 함유량이 0.50％ 초과에서는, 이 효과가 포화되어, 비용이 상승하는 것뿐이다. 또한, Mo 함유량이 0.50％ 초과이고, 잔류 오스테나이트를 안정화시키는 효과가 포화된다. 따라서, Mo 함유량은 0.50％ 이하로 하고, 비용의 관점에서 바람직하게는 0.30％ 이하로 한다.
(O:0.0070％ 이하)
O는, 필수 원소가 아니라, 예를 들어, 강 중에 불순물로서 함유된다. O는, 산화물을 형성하고, 구멍 확장성을 열화시킨다. 또한, 냉연 강판의 표면 근방에 존재하는 산화물은 표면 손상의 원인이 되어, 외관 품위를 열화시킨다. 절단면에 산화물이 존재하면, 당해 절단면에 절결 형상의 손상이 형성되어, 구멍 확장성이 열화된다. 이로 인해, O 함유량은 낮으면 낮을수록 좋다. 특히 O 함유량이 0.0070％ 초과이고, 구멍 확장성의 열화 등이 현저하다. 따라서, O 함유량은 0.0070％ 이하로 한다. O 함유량의 저감에는 비용이 들고, 0.0001％ 미만까지 저감하고자 하면, 비용이 현저하게 상승한다. 이로 인해, O 함유량은 0.0001％ 이상으로 해도 된다.
(N:0.0070％ 이하)
N은, 필수 원소가 아니라, 예를 들어, 강 중에 불순물로서 함유된다. N은, 조대한 질화물을 형성하고, 연성 및 구멍 확장성을 열화시킨다. N은, 용접 시의 블로우 홀의 발생 원인으로도 된다. 이로 인해, N 함유량은 낮으면 낮을수록 좋다. 특히 N 함유량이 0.0070％ 초과이고, 굽힘성 및 구멍 확장성의 열화 등이 현저하다. N 함유량의 저감에는 비용이 들고, 0.0010％ 미만까지 저감하고자 하면, 비용이 현저하게 상승한다. 이로 인해, N 함유량은 0.0010％ 이상으로 해도 된다.
B, Ti, Nb, V, Ni, Cu, Ca, REM, W, Mg, Zr, As, Co, Sn, Pb, Y 및 Hf는, 필수 원소가 아니라, 냉연 강판에 소정량을 한도로 적절히 함유되어 있어도 되는 임의 원소이다.
(B:0％ 내지 0.0020％, Ti:0％ 내지 0.050％, Nb:0％ 내지 0.050％, V:0％ 내지 0.050％)
B는, 켄칭성의 향상에 기여한다. 그러나, B 함유량이 0.0020％ 초과에서는, 철계의 붕화물이 석출되기 쉬워져, 켄칭성의 향상의 효과를 얻을 수 없게 된다. 따라서, B 함유량은 0.0020％ 이하로 한다. Ti는, N과 결합해서 TiN을 형성함으로써, B의 질화의 억제에 기여한다. 그러나, Ti 함유량이 0.050％ 초과에서는, Ti철계 탄화물이 형성되어, 잔류 오스테나이트의 안정화에 기여하는 탄소가 감소하므로, 연성이 저하된다. 따라서, Ti 함유량은 0.050％ 이하로 한다. Nb 및 V는, 결정립의 미립화에 의해, 강도의 상승 및 인성의 향상에 기여한다. 그러나, Nb가 0.050％ 초과에서는, Nb철계 탄화물이 형성되어, 잔류 오스테나이트의 안정화에 기여하는 탄소가 감소하므로, 연성이 저하된다. 따라서, Nb 함유량은 0.050％ 이하로 한다. 마찬가지로, V가 0.050％ 초과에서는, V철계 탄화물이 형성되어, 잔류 오스테나이트의 안정화에 기여하는 탄소가 감소하므로, 연성이 저하된다. 따라서, V 함유량은 0.050％ 이하로 한다. 상기 작용에 의한 효과를 확실하게 얻기 위해, B 함유량은 바람직하게는 0.0003％ 이상이며, Ti 함유량, Nb 함유량 및 V 함유량은, 모두 바람직하게는 0.005％ 이상이다. 즉, 「B:0.0003％ 내지 0.0020％」, 「Ti:0.005％ 내지 0.050％」, 「Nb:0.005％ 내지 0.050％」, 혹은 「V:0.005％ 내지 0.050％」, 또는 이들 임의의 조합이 만족되는 것이 바람직하다.
(Ni:0％ 내지 1.00％, Cu:0％ 내지 1.00％)
Ni 및 Cu는, 켄칭성의 확보에 기여한다. 그러나, Ni 및／또는 Cu의 함유량이 1.00％ 초과에서는, 용접성, 열간 가공성 등이 열화된다. 따라서, Ni 함유량은 1.00％ 이하로 하고, Cu 함유량은 1.00％ 이하로 한다. 상기 작용에 의한 효과를 확실하게 얻기 위해, Ni 함유량 및 Cu 함유량은, 모두 바람직하게는 0.01％ 이상이며, 보다 바람직하게는 0.05％ 이상이다. 즉, 「Ni:0.01％ 내지 1.00％」, 혹은 「Cu:0.01％ 내지 1.00％」, 또는 이들의 조합이 만족되는 것이 바람직하다.
(Ca 혹은 REM 또는 이들 양쪽:합계로 0％ 내지 0.0300％)
Ca 및 REM은, 강도의 향상 및 조직 미세화에 의한 인성의 개선에 기여한다. 그러나, Ca 함유량 및 REM 함유량의 합이 0.0300％ 초과이면, 주조성이나 열간에서의 가공성이 열화된다. 따라서, Ca 함유량 및 REM 함유량의 합은 0.0300％ 이하로 한다. 상기 작용에 의한 효과를 확실하게 얻기 위해, Ca 함유량 및 REM 함유량의 합은 바람직하게는 0.0005％ 이상이다. 즉, 「Ca 혹은 REM 또는 이들 양쪽:0.0005％ 내지 0.0300％」가 만족되는 것이 바람직하다. REM은 Sc, Y 및 란타노이드 계열에 속하는 원소를 가리키고, 「REM 함유량」은 이들 원소의 합계의 함유량을 의미한다. 란타노이드는, 공업적으로는, 예를 들어, 미슈 메탈로 첨가하는 경우가 많고, La, Ce 등의 복수 종류의 원소가 함유된다. 금속 La 또는 금속 Ce 등의 REM에 속하는 금속 원소를 단독으로 첨가해도 된다.
(W:0％ 내지 1.000％, Mg:0％ 내지 0.010％, Zr:0％ 내지 0.200％, As:0％ 내지 0.500％, Co:0％ 내지 1.000％, Sn:0％ 내지 0.200％, Pb:0％ 내지 0.200％, Y:0％ 내지 0.200％, Hf:0％ 내지 0.2000％)
W, Mg 및 Zr은, 개재물에 기인하는 국부 연성의 저하의 억제에 기여한다. 예를 들어, Mg는 개재물의 무해화에 기여한다. 그러나, W 함유량이 1.000％ 초과에서는, 가공성이 저하된다. 따라서, W 함유량은 1.000％ 이하로 한다. Mg 함유량이 0.010％ 초과에서는, 청정도가 열화된다. 따라서, Mg 함유량은 0.010％ 이하로 한다. Zr 함유량이 0.200％ 초과이어도, 가공성이 저하된다. 따라서, Zr 함유량은 0.200％ 이하로 한다. As는, 기계적 강도의 향상 및 재질의 개선에 기여한다. 그러나, As 함유량이 0.500％ 초과이면, 가공성이 저하된다. 따라서, As 함유량은 0.500％ 이하로 한다. Co는, 베이나이트 변태를 촉진시킨다. TRIP 강에서는, 베이나이트 변태를 활용하므로, Co는 유용하다. 그러나, Co 함유량이 1.000％ 초과이면, 용접성이 열악하게 된다. 따라서, Co 함유량은 1.000％ 이하로 한다. Sn 및 Pb는, 도금 습윤성 및 도금층의 밀착성의 향상에 기여한다. 그러나, Sn 및／또는 Pb의 함유량이 0.200％ 초과에서는, 제조 시에 흠이 발생하기 쉬워지거나, 인성이 저하되거나 한다. 따라서, Sn 함유량은 0.200％ 이하로 하고, Pb 함유량은 0.200％ 이하로 한다. Y 및 Hf는, 내식성의 향상에 기여한다. Y는, 강 중에 산화물을 형성하고, 강 중의 수소를 흡착함으로써, 확산성 수소를 저감하므로, 내수소 취화 특성의 향상에도 기여한다. 그러나, Y 함유량이 0.200％ 초과 또는 Hf 함유량이 0.2000％ 초과에서는, 구멍 확장성이 열화된다. 따라서, Y 함유량은 0.200％ 이하로 하고, Hf 함유량은 0.2000％ 이하로 한다.
상기 작용에 의한 효과를 확실하게 얻기 위해, W 함유량은 바람직하게는 0.001％ 이상이며, Mg 함유량, Zr 함유량, As 함유량, Co 함유량, Sn 함유량, Pb 함유량, Y 함유량 및 Hf 함유량은, 모두 바람직하게는 0.0001％ 이상이다. 즉, 「W:0.001％ 내지 1.000％」, 「Mg:0.0001％ 내지 0.010％」, 「Zr:0.0001％ 내지 0.200％」, 「As:0.0001％ 내지 0.500％」, 「Co:0.0001％ 내지 1.000％」, 「Sn:0.0001％ 내지 0.200％」, 「Pb:0.0001％ 내지 0.200％」, 「Y:0.0001％ 내지 0.200％」, 혹은 「Hf:0.0001％ 내지 0.2000％」, 또는 이들 임의의 조합이 만족되는 것이 바람직하다.
다음에, 실시 형태에 관한 냉연 강판을 제조하는 방법의 예에 대해서 설명한다. 여기서 설명하는 방법에 의하면 실시 형태에 관한 냉연 강판을 제조할 수 있지만, 실시 형태에 관한 냉연 강판을 제조하는 방법은, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 다른 방법에 의해 제조된 냉연 강판이어도, 그것이 상기의 조직 및 화학 조성을 갖고 있으면, 실시 형태의 범위 내에 있다고 말할 수 있다.
이 제조 방법에서는, 1250℃ 이하의 온도 영역에서 가열한 슬래브의 열간 압연을 행하여 열연판을 취득하고, 이 열연판을 650℃ 이하의 온도 영역에서 권취하고, 70％ 이상의 압하율로 이 열연판의 냉간 압연을 행하여 냉연판을 취득하고, 750℃ 내지 900℃의 온도 영역에서 이 냉연판의 연속 어닐링을 행한다. 열간 압연을 행할 때에는, 850℃ 내지 1000℃의 온도 영역에서 페라이트 및 오스테나이트의 2상이 존재하는 상태로 마무리 압연을 행한다. 마무리 압연에서는, 최후의 3 스탠드에서의 총압하량을 60％ 이상으로 하고, 마무리 압연의 종료로부터 1초간 이내에 냉각을 개시한다.
열간 압연에 제공하는 슬래브로서는, 화학 조성이 상기의 범위 내에 있는 바와 같이 성분을 조정한 용강으로부터 주조한 것을 사용한다. 슬래브로서, 연속 주조 슬래브, 또는 얇은 슬래브 캐스터 등으로 제조한 슬래브 등을 사용할 수 있다. 주조 후에 즉시 열간 압연을 행하는 연속 주조-직접 압연(CC-DR)과 같은 프로세스를 적용해도 된다.
슬래브 가열 온도는 1250℃ 이하로 한다. 슬래브 가열 온도가 과도하게 높으면, 생산성에 뒤떨어질 뿐만 아니라, 제조 비용이 높아진다. 슬래브 가열 온도는 바람직하게는 1200℃ 이하로 한다. 또한, 슬래브 가열 온도는 바람직하게는 1050℃ 이상으로 한다. 슬래브 가열 온도가 1050℃ 미만이면, 마무리 압연 온도가 저하되어, 마무리 압연 시의 압연 하중이 높아지는 경우가 있다. 압연 하중의 상승은, 압연성의 열화 및 압연 후의 강판(열연판)의 형상 불량을 야기하는 경우가 있다.
열간 압연을 행할 때에는, 850℃ 내지 1000℃의 온도 영역에서 페라이트 및 오스테나이트의 2상이 존재하는 상태로 마무리 압연을 행한다. 마무리 압연의 온도(마무리 압연 온도)가 850℃ 미만에서는, 압연 하중이 높아져, 압연성의 열화 및 열연판의 형상 불량을 야기하는 경우가 있다. 또한, 마무리 압연 온도는 1000℃ 이하로 한다. 열연판에서의 결정립경을 가능한 한 작게 하기 위함이다. 마무리 압연에서는, 최종 스탠드의 2개 전의 스탠드로부터 최종 스탠드까지의 총압하량, 즉 최후의 3 스탠드에서의 총압하량을 60％ 이상으로 하고, 마무리 압연의 종료로부터 1초간 이내에 냉각, 예를 들어, 수냉을 개시한다. 이 총압하량이 60％ 미만에서는, 열연판에서의 결정립경이 조대해진다. 또한, 마무리 압연의 종료로부터 냉각 개시까지 1초간 초과 시간이 걸리면, 열연판에서의 결정립경이 조대해진다.
열연판의 권취는, 650℃ 이하의 온도 영역에서 행한다. 이 온도(권취 온도)가 650℃에서는, 열연판의 표면에 형성하는 산화물의 두께가 과도하게 증대하고, 산 세정성이 열화된다. 권취 온도는 바람직하게는 500℃ 이상으로 한다. 권취 온도가 500℃ 미만에서는, 열연판의 강도가 과잉으로 증대하여, 냉간 압연 시에 파단이나 형상 불량이 생기는 경우가 있다.
또한, 열간 압연 시에 조압연판끼리를 접합해서 연속적으로 마무리 압연을 행해도 된다. 또한, 조압연판을 일단 권취해도 상관없다.
열연판의 권취 후에, 바람직하게는 열연판의 산 세정을 행한다. 산 세정에 의해, 열연판의 표면의 산화물이 제거된다. 따라서, 산 세정은, 이후에 용융 아연 도금층 또는 합금화 용융 아연 도금층이 경우의 용융 도금성의 향상에 매우 유효하다. 산 세정은, 1회이어도 되고, 복수회로 나누어 행해도 된다.
그 후, 70％ 이상의 압하율로 열연판의 냉간 압연을 행하여 냉연판을 취득한다. 냉간 압연의 압하율이 70％ 미만이면, 재결정 온도가 높아져 충분한 연성이 얻어지지 않고 또한 강판의 형상을 평탄하게 유지하는 것이 곤란해져, 최종 제품인 냉연 강판의 연성이 열화된다. 압하율은 바람직하게는 90％ 이하로 한다. 압하율이 90％ 초과에서는, 압연 하중이 너무 커져, 냉간 압연이 곤란하게 된다. 또한, 압하율이 90％ 초과에서는, 이방성이 커져, 구멍 확장성이 열화되는 경우도 있다. 압하율을 90％ 이하로 함으로써, 면 강도비(I(111)/{I(100)＋I(110)}의 값)를 2 이하로 할 수 있다. 또한, 압연 패스의 횟수 및 패스마다의 압하율은 본 실시 형태의 효과에 영향을 주지 않아, 특별히 한정되지 않는다.
냉간 압연의 후, 750℃ 내지 900℃의 온도 영역에서 냉연판의 연속 어닐링을 행한다. 이 연속 어닐링에 의해, 냉간 압연에 의해 고강도화한 냉연판의 강도를 소정의 범위까지 저하시킬 수 있고, 또한 적당한 잔류 오스테나이트를 포함하는 원하는 조직을 얻을 수 있다. 즉, 연속 어닐링에 의해, 냉간 압연 중에 도입된 전위를 회복, 재결정 또는 상변태에 의해 해방하고, 안정된 잔류 오스테나이트가 얻어진다. 연속 어닐링의 온도가 750℃ 미만에서는, 미재결정립이 잔존하고, 충분한 연성을 얻을 수 없다. 연속 어닐링의 온도가 900℃ 초과에서는, 연속 어닐링로에 과대한 부하가 걸린다. 연속 어닐링의 온도를 750℃ 이상으로 함으로써, 잔류 오스테나이트의 면적 분율(VγR) 및 마르텐사이트의 면적 분율(VM)을 합계로 1％ 이상으로 할 수 있어, 잔류 오스테나이트의 면적 분율(VγR)과 잔류 오스테나이트 중의 탄소 농도(CγR)와의 곱을 1 이상으로 할 수 있다.
이와 같이 하여 냉연 강판을 제조할 수 있다.
아연 도금 냉연 강판을 제조하는 경우에는, 냉연 강판의 표면에 용융 아연 도금층 또는 합금화 용융 아연 도금층을 형성한다. 용융 아연 도금층 또는 합금화 용융 아연 도금층의 형성은, 연속 어닐링 후의 또는 연속 어닐링에 계속되는 용융 아연 도금 처리에 의해 행한다. 용융 아연 도금 처리에 의해, 스케일 형성의 억제 및 내식성의 향상의 효과가 얻어진다. 합금화 용융 아연 도금층을 형성하는 경우, 합금화 온도는 600℃ 이하로 한다. 합금화 온도가 600℃ 초과에서는, 잔류 오스테나이트가 페라이트 및 시멘타이트로 분해되므로, 높은 연성이 얻어지지 않는다.
용융 아연 도금층 또는 합금화 용융 아연 도금층이, Ni, Cu, Cr, Co, Al, Si, 또는 Zn, 또는 이들 임의의 조합을 포함해도 된다. 아연 도금 냉연 강판을 제조하는 경우, 냉간 압연과 연속 어닐링 사이에서, Ni, Cu, Co, 또는 Fe, 또는 이들 임의의 조합을 포함하는 기초 도금층을 냉연판의 표면에 형성해 두는 것이 바람직하다. 기초 도금층을 형성해 둠으로써, 용융 아연 도금층 또는 합금화 용융 아연 도금층의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
전기 도금법에 의해서도 도금층을 형성할 수 있지만, 두꺼운 도금층의 형성에는 용융 아연 도금법이 적합하다.
또한, 상기 실시 형태는, 모두 본 발명을 실시하는 데 있어서의 구체화의 예를 나타낸 것에 지나지 않고, 이들에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정적으로 해석되어서는 안되는 것이다. 즉, 본 발명은 그 기술 사상, 또는 그 주요한 특징으로부터 일탈하지 않고, 다양한 형태로 실시할 수 있다.
<실시예>
다음에, 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다. 실시예에서의 조건은, 본 발명의 실시 가능성 및 효과를 확인하기 위해 채용한 일 조건예이며, 본 발명은 이 일 조건예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 본 발명의 요지를 일탈하지 않고, 본 발명의 목적을 달성하는 한에서, 다양한 조건을 채용할 수 있는 것이다.
(제1 실험)
제1 실험에서는, 표 1에 나타내는 화학 조성의 강(강종 a 내지 r 및 A 내지 G)을 사용해서 슬래브를 주조하고, 슬래브 가열, 열간 압연, 냉각, 권취, 산 세정, 냉간 압연 및 연속 어닐링을 행하였다. 냉연 강판의 두께는 0.65㎜로 하였다. 표 1 중의 공란은, 당해 원소의 함유량이 검출 한계 미만이었던 것을 나타낸다. 일부의 냉연 강판에 대해서는, 연속 어닐링 후에 용융 아연 도금 처리 및 합금화 처리를 행하였다. 슬래브 가열의 온도, 열간 압연 중의 마무리 압연 온도, 마무리 압연에서의 최종 3 스탠드에서의 총압하량, 권취 온도, 냉간 압연에서의 냉연율, 연속 어닐링에서의 어닐링 온도 및 합금화 처리에서의 합금화 온도를 표 2 및 표 3에 나타낸다. 또한, 모든 조건에 있어서, 냉각은 마무리 압연의 종료로부터 1초간 이내에 개시하였다. 표 1, 표 2 또는 표 3 중의 하선은, 그 수치가 본 발명의 범위로부터 벗어나 있는 것을 나타낸다.
그리고, 얻어진 강판으로부터 시료를 채취하여, 기계 시험 및 조직 관찰을 행하였다.
인장 특성에 대해서는, JIS Z 2201에 준거한 인장 시험편을 채취하고, JIS Z 2241에 준거하여 인장 시험을 행하고, 항복 강도(YP), 인장 강도(TS) 및 신장(EL)을 측정하였다. 구멍 확장성에 대해서는, JIS Z 2256에 기재된 방법으로 시험을 행하였다. 즉, 직경이 10㎜(d0)의 구멍을 펀칭하고, 60도의 원추 펀치를 사용해서 버어가 외측으로 되도록 그 구멍을 확대하여, 균열이 강판을 관통한 시점에서의 구멍 직경(d)을 측정하였다. 그리고, 구멍 확장율 λ(=((d-d0)/d0)×100)를 산출하였다.
조직 관찰에서는, 마르텐사이트의 면적 분율(VM), 페라이트의 면적 분율(VF), 잔류 오스테나이트의 면적 분율(VγR) 및 베이나이트의 면적 분율(VB)을 측정하였다. 이들 면적 분율은 강판의 압연 방향 및 두께 방향에 평행한 단면을 관찰면으로서 시료를 채취하고, 관찰면을 전계 연마하고, 표면으로부터의 깊이가 강판의 두께 1/8 내지 3/8의 부분을 FESEM에 의해 관찰하고, EBSD법에 의해 면적 분율을 측정하였다. 그 때에, 5000배의 배율로 10 시야씩 측정하고, 그 평균값을 면적 분율로 하였다. 해석에는, 가부시끼가이샤 TSL 솔루션즈제의 「OIM-Analysis 5」를 사용하였다. 또한, FESEM-EBSD법에 의해 결정 방위 해석을 행하고, 조직의 판별 및 판 두께 1/4t부에 있어서의 면 강도비(I(111)/{I(100)＋I(110)}의 값)의 특정을 행하였다.
잔류 오스테나이트 중의 탄소 농도(CγR)의 측정에서는, Fe를 타깃으로 한 X선 회절에 의해, 잔류 오스테나이트의 (200)면, (220)면 및 (311)면에 대해서, 각각, 면 강도의 반값 폭 중점으로부터 격자 상수를 구하였다. 그리고, 이들 격자 상수의 평균값을 오스테나이트의 격자 상수(a0)로 하고, 상기의 수학식 1로부터 탄소 농도(CγR)를 산출하였다.
또한, 베이나이트에 인접하고 있는 잔류 오스테나이트의 면적 분율 및 마르텐사이트의 면적 분율의 합(f_N), 베이나이트에 인접하지 않고, 또한 입계에 존재하는 잔류 오스테나이트의 면적 분율 및 마르텐사이트의 면적 분율의 합(f_s)과 베이나이트에 인접하지 않고, 또한 입자 내에 존재하는 잔류 오스테나이트의 면적 분율 및 마르텐사이트의 면적 분율의 합(f_I)을 구하였다. 이때, 강판의 압연 방향 및 두께 방향에 평행한 단면을 관찰면으로서 시료를 채취하고, 관찰면을 나이탈액으로 부식시켜, 관찰면을 SEM에 의해 관찰하였다. 그리고, 베이나이트의 블록 형상의 조직이 관찰되는 것을 베이나이트로 하고, 그 밖의 섬 형상의 조직을 오스테나이트 및／또는 마르텐사이트로 하였다.
이 결과를 표 4 및 표 5에 나타낸다. 여기서는, 항복 강도(YP)가 400㎫ 이하, 인장 강도(TS)가 630㎫ 이상, 인장 강도(TS)와 신장(EL)과의 곱(TS×EL)이 16500㎫％ 이상, 인장 강도(TS)의 입방근과 구멍 확장율(λ)과의 곱(TS1/3×λ)이 810㎫1/3％ 이상의 것을 양호하다고 판단하였다. 표 4 또는 표 5 중의 하선은, 그 수치가 이들 원하는 범위 또는 본 발명의 범위로부터 벗어나 있는 것을 나타낸다. 항복 강도(YP)가 400㎫ 초과이면, 면 변형이 발생하여, 가공하기 어렵다. 인장 강도(TS)가 630 초과이면, 가공하기 어렵다. 「TS×EL」의 값이 16500㎫％ 미만에서는, 양호한 프레스 성형성이 얻어지지 않는다. 「TS1/3×λ」의 값이 810㎫1/3％ 미만에서는, 양호한 프레스 성형성이 얻어지지 않는다. 표 4 및 표 5에 나타내는 바와 같이, 모든 조건이 본 발명의 범위 내에 있는 발명예에서는, 적절한 강도를 확보하면서 우수한 연성 및 구멍 확장성을 얻을 수 있었다. 한편, 임의의 1종 이상의 조건이 본 발명의 범위로부터 벗어나는 비교예에서는, 원하는 강도, 연성 및／또는 구멍 확장성이 얻어지지 않았다.
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
Figure pct00005
Figure pct00006
(제2 실험)
제2 실험에서는, 표 6에 나타내는 화학 조성의 강(강종 a2 내지 n2 및 A2 내지 B2)을 사용해서 슬래브를 주조하고, 슬래브 가열, 열간 압연, 냉각, 권취, 산 세정, 냉간 압연 및 연속 어닐링을 행하였다. 냉연 강판의 두께는 0.65㎜로 하였다. 표 6에 나타내는 바와 같이, 이들 강에는, W, Mg, Zr, As, Co, Sn, Pb, Y 또는 Hf가 함유되어 있다. 표 6 중의 공란은, 당해 원소의 함유량이 검출 한계 미만이었던 것을 나타낸다. 일부의 냉연 강판에 대해서는, 연속 어닐링 후에 용융 아연 도금 처리 및 합금화 처리를 행하였다. 슬래브 가열의 온도, 열간 압연 중의 마무리 압연 온도, 마무리 압연에서의 최종 3 스탠드에서의 총압하량, 권취 온도, 냉간 압연에서의 냉연율, 연속 어닐링에서의 어닐링 온도 및 합금화 처리에서의 합금화 온도를 표 7에 나타낸다. 또한, 모든 조건에 있어서, 냉각은 마무리 압연의 종료로부터 1초간 이내에 개시하였다. 표 6 또는 표 7 중의 하선은, 그 수치가 본 발명의 범위로부터 벗어나 있는 것을 나타낸다.
그리고, 얻어진 강판으로부터 시료를 채취하여, 제1 실험과 마찬가지로, 기계 시험 및 조직 관찰을 행하였다. 이들 결과를 표 8에 나타낸다. 여기서도, 제1 실험과 마찬가지의 기준으로 평가를 행하였다. 표 8 중의 하선은, 그 수치가 원하는 범위 또는 본 발명의 범위로부터 벗어나 있는 것을 나타낸다. 표 8에 나타내는 바와 같이, 모든 조건이 본 발명의 범위 내에 있는 발명예에서는, 적절한 강도를 확보하면서 우수한 연성 및 구멍 확장성을 얻을 수 있었다. Cr 함유량이 0.3％ 이상의 강종 a2 내지 f2를 사용한 조건 하에서는, C 함유량이 비교적 높지만, 과잉 강도의 상승을 억제할 수 있었다. 이것은, Cr 함유량이 0.3％ 이상이면, 강도의 상승을 억제하기 쉬운 것을 의미하고 있다. 한편, 어느 1종 이상의 조건이 본 발명의 범위로부터 벗어나는 비교예에서는, 원하는 강도, 연성 및／또는 구멍 확장성이 얻어지지 않았다.
Figure pct00007
Figure pct00008
Figure pct00009
(제3 실험)
제3 실험에서는, 표 9에 나타내는 화학 조성의 강(강종 a3 내지 d3 및 A3 내지 H3)을 사용해서 슬래브를 주조하고, 슬래브 가열, 열간 압연, 냉각, 권취, 산 세정, 냉간 압연 및 연속 어닐링을 행하였다. 냉연 강판의 두께는 0.65㎜로 하였다. 표 9 중의 공란은, 당해 원소의 함유량이 검출 한계 미만이었던 것을 나타낸다. 슬래브 가열의 온도, 열간 압연 중의 마무리 압연 온도, 마무리 압연에서의 최종 3 스탠드에서의 총압하량, 권취 온도, 냉간 압연에서의 냉연율 및 연속 어닐링에서의 어닐링 온도를 표 10에 나타낸다. 또한, 모든 조건에 있어서, 냉각은 마무리 압연의 종료로부터 1초간 이내에 개시하였다. 표 9 또는 표 10 중의 하선은, 그 수치가 본 발명의 범위로부터 벗어나 있는 것을 나타낸다.
그리고, 얻어진 강판으로부터 시료를 채취하여, 제1 실험과 마찬가지로, 기계 시험 및 조직 관찰을 행하였다. 이들 결과를 표 11에 나타낸다. 여기서도, 제1 실험과 마찬가지의 기준으로 평가를 행하였다. 표 11 중의 하선은, 그 수치가 원하는 범위 또는 본 발명의 범위로부터 벗어나 있는 것을 나타낸다. 표 11에 나타내는 바와 같이, 모든 조건이 본 발명의 범위 내에 있는 발명예에서는, 적절한 강도를 확보하면서 우수한 연성 및 구멍 확장성을 얻을 수 있었다. 한편, 임의의 1종 이상의 조건이 본 발명의 범위로부터 벗어나는 비교예에서는, 원하는 강도, 연성 및／또는 구멍 확장성이 얻어지지 않았다.
Figure pct00010
Figure pct00011
Figure pct00012
본 발명은, 예를 들어, 380㎫ 내지 630㎫의 강도를 갖는 프레스 성형성이 우수한 냉연 강판 및 아연 도금 냉연 강판에 관련되는 산업에 이용할 수 있다.

Claims (14)

  1. 질량％로,
    Si:0.01％ 내지 0.50％,
    Mn 혹은 Cr 또는 이들 양쪽:합계로 0.70％ 내지 1.50％,
    C: Cr:0％ 이상 0.30％ 미만의 경우는 0.030％ 내지 0.060％,
    Cr:0.30％ 이상 1.50％ 이하의 경우는 0.030％ 내지 0.080％,
    Al:0.800％ 내지 2.000％,
    P:0.030％ 이하,
    S:0.0100％ 이하,
    Mo:0.10％ 내지 0.50％,
    O:0.0070％ 이하,
    N:0.0070％ 이하,
    B:0％ 내지 0.0020％,
    Ti:0％ 내지 0.050％,
    Nb:0％ 내지 0.050％,
    V:0％ 내지 0.050％,
    Ni:0％ 내지 1.00％,
    Cu:0％ 내지 1.00％,
    Ca 혹은 REM 또는 이들 양쪽:합계로 0％ 내지 0.0300％,
    W:0％ 내지 1.000％,
    Mg:0％ 내지 0.010％,
    Zr:0％ 내지 0.200％,
    As:0％ 내지 0.500％,
    Co:0％ 내지 1.000％,
    Sn:0％ 내지 0.200％,
    Pb:0％ 내지 0.200％,
    Y:0％ 내지 0.200％,
    Hf:0％ 내지 0.2000％,
    잔부:Fe 및 불순물
    로 나타내어지는 화학 조성을 갖고,
    페라이트의 면적 분율:95％ 이상,
    잔류 오스테나이트의 면적 분율 및 마르텐사이트의 면적 분율:합계로 1％ 내지 3％,
    잔류 오스테나이트의 면적 분율과 잔류 오스테나이트 중의 탄소 농도와의 곱:1 이상,
    (hkl)면의 강도를 I(hkl)로 나타낼 때, 표면으로부터의 깊이가 냉연 강판의 두께 1/4의 영역에서의, I(111)/{I(100)＋I(110)}의 값:2 이하
    로 나타내어지는 조직을 갖는 것을 특징으로 하는 냉연 강판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학 조성에 있어서,
    Cr:0.30％ 내지 0.80％, 혹은
    Mn:0.40％ 내지 1.00％
    또는 이들 양쪽이 성립되는 것을 특징으로 하는 냉연 강판.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 화학 조성에 있어서,
    B:0.0003％ 내지 0.0020％,
    Ti:0.005％ 내지 0.050％,
    Nb:0.005％ 내지 0.050％, 혹은
    V:0.005％ 내지 0.050％
    또는 이들 임의의 조합이 성립되는 것을 특징으로 하는 냉연 강판.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화학 조성에 있어서,
    Ni:0.01％ 내지 1.00％, 혹은
    Cu:0.01％ 내지 1.00％
    또는 이들 양쪽이 성립되는 것을 특징으로 하는 냉연 강판.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화학 조성에 있어서, Ca 혹은 REM 또는 이들 양쪽:합계로 0.0005％ 내지 0.0300％가 성립되는 것을 특징으로 하는 냉연 강판.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화학 조성에 있어서,
    W:0.001％ 내지 1.000％,
    Mg:0.0001％ 내지 0.010％,
    Zr:0.0001％ 내지 0.200％,
    As:0.0001％ 내지 0.500％,
    Co:0.0001％ 내지 1.000％,
    Sn:0.0001％ 내지 0.200％,
    Pb:0.0001％ 내지 0.200％,
    Y:0.0001％ 내지 0.200％, 혹은
    Hf:0.0001％ 내지 0.2000％
    또는 이들 임의의 조합이 성립되는 것을 특징으로 하는 냉연 강판.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 냉연 강판과,
    상기 냉연 강판의 표면에 형성된 용융 아연 도금층 또는 합금화 용융 아연 도금층
    을 갖는 것을 특징으로 하는 아연 도금 냉연 강판.
  8. 1250℃ 이하의 온도 영역에서 가열한 슬래브의 열간 압연을 행하여 열연판을 얻는 공정과,
    상기 열연판을 650℃ 이하의 온도 영역에서 권취하는 공정과,
    계속해서, 70％ 이상의 압하율로 상기 열연판의 냉간 압연을 행하여 냉연판을 얻는 공정과,
    750℃ 내지 900℃의 온도 영역에서 상기 냉연판의 연속 어닐링을 행하는 공정
    을 갖고,
    상기 열간 압연을 행하는 공정은, 850℃ 내지 1000℃의 온도 영역에서 페라이트 및 오스테나이트의 2상이 존재하는 상태로 마무리 압연을 행하는 공정을 갖고,
    상기 마무리 압연에서는, 최후의 3 스탠드에서의 총압하량을 60％ 이상으로 하고,
    상기 마무리 압연의 종료로부터 1초간 이내에 냉각을 개시하고,
    상기 슬래브는, 질량％로,
    Si:0.01％ 내지 0.50％,
    Mn 혹은 Cr 또는 이들 양쪽:합계로 0.70％ 내지 1.50％,
    C: Cr:0％ 이상 0.30％ 미만의 경우는 0.030％ 내지 0.060％,
    Cr:0.30％ 이상 1.50％ 이하의 경우는 0.030％ 내지 0.080％,
    Al:0.800％ 내지 2.000％,
    P:0.030％ 이하,
    S:0.0100％ 이하,
    Mo:0.10％ 내지 0.50％,
    O:0.0070％ 이하,
    N:0.0070％ 이하,
    B:0％ 내지 0.0020％,
    Ti:0％ 내지 0.050％,
    Nb:0％ 내지 0.050％,
    V:0％ 내지 0.050％,
    Ni:0％ 내지 1.00％,
    Cu:0％ 내지 1.00％,
    Ca 혹은 REM 또는 이들 양쪽:합계로 0％ 내지 0.0300％,
    W:0％ 내지 1.000％,
    Mg:0％ 내지 0.010％,
    Zr:0％ 내지 0.200％,
    As:0％ 내지 0.500％,
    Co:0％ 내지 1.000％,
    Sn:0％ 내지 0.200％,
    Pb:0％ 내지 0.200％,
    Y:0％ 내지 0.200％,
    Hf:0％ 내지 0.2000％,
    잔부:Fe 및 불순물
    로 나타내어지는 화학 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 냉연 강판의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 화학 조성에 있어서,
    Cr:0.30％ 내지 0.80％, 혹은
    Mn:0.40％ 내지 1.00％
    또는 이들 양쪽이 성립되는 것을 특징으로 하는 냉연 강판의 제조 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 화학 조성에 있어서,
    B:0.0003％ 내지 0.0020％,
    Ti:0.005％ 내지 0.050％,
    Nb:0.005％ 내지 0.050％, 혹은
    V:0.005％ 내지 0.050％
    또는 이들 임의의 조합이 성립되는 것을 특징으로 하는 냉연 강판의 제조 방법.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화학 조성에 있어서,
    Ni:0.01％ 내지 1.00％, 혹은
    Cu:0.01％ 내지 1.00％
    또는 이들 양쪽이 성립되는 것을 특징으로 하는 냉연 강판의 제조 방법.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화학 조성에 있어서, Ca 혹은 REM 또는 이들 양쪽:합계로 0.0005％ 내지 0.0300％가 성립되는 것을 특징으로 하는 냉연 강판의 제조 방법.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화학 조성에 있어서,
    W:0.001％ 내지 1.000％,
    Mg:0.0001％ 내지 0.010％,
    Zr:0.0001％ 내지 0.200％,
    As:0.0001％ 내지 0.500％,
    Co:0.0001％ 내지 1.000％,
    Sn:0.0001％ 내지 0.200％,
    Pb:0.0001％ 내지 0.200％,
    Y:0.0001％ 내지 0.200％, 혹은
    Hf:0.0001％ 내지 0.2000％
    또는 이들 임의의 조합이 성립되는 것을 특징으로 하는 냉연 강판의 제조 방법.
  14. 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 냉연 강판을 제조하는 공정과,
    상기 냉연 강판의 표면에 용융 아연 도금층 또는 합금화 용융 아연 도금층을 형성하는 공정
    을 갖는 것을 특징으로 하는 아연 도금 냉연 강판의 제조 방법.
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