KR20160122834A

KR20160122834A - 고강도 강판 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR20160122834A
Application number: KR1020167025566A
Authority: KR
Inventors: 유스케 후시와키; 요시야스 가와사키
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2014-02-18
Filing date: 2015-02-17
Publication date: 2016-10-24
Also published as: CN106029918B; EP3109329A4; CN106029918A; JP2015151602A; EP3109329A1; JP6020485B2; MX2016010665A; US20160362760A1; WO2015125463A1

Abstract

Si나 Mn의 함유량이 많은 경우에도, 우수한 가공성, 화성(化成) 처리성 및 전착 도장(electrodeposition coating) 후의 내식성을 갖는 고강도 강판 및 그의 제조 방법을 제공한다. 강판을 연속 어닐링할 때에 이하의 (조건 1)∼(조건 3)을 채용한다. (조건 1) 연속 어닐링의 가열 과정에 있어서, 어닐링로(annealing furnace) 내 온도: 450℃ 이상 A℃ 이하(A: 500≤A)의 온도역에서는, 승온 속도: 7℃/s 이상의 조건으로 강판을 가열한다. (조건 2) 연속 어닐링에 있어서 강판 최고 도달 온도를 600℃ 이상 750℃ 이하로 한다. (조건 3) 연속 어닐링에 있어서 강판 온도가 600℃ 이상 750℃ 이하인 온도역의 강판 통과 시간을 30초 이상 10분 이내, 분위기의 노점(dew point)을 －10℃ 이상으로 한다.

Description

고강도 강판 및 그의 제조 방법{HIGH-STRENGTH STEEL SHEET AND METHOD FOR PRODUCING SAME}

본 발명은, Si나 Mn의 함유량이 많은 경우에도, 우수한 화성 처리성(phosphatability)과 전착 도장(electrodeposition coating) 후의 내식성(corrosion resistance)을 갖는 고강도 강판 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 자동차의 연비 향상 및 자동차의 충돌 안전성 향상의 관점에서, 차체 재료의 고강도화에 의해 차체 재료의 박육화를 도모하고, 차체 그 자체를 경량화하고, 또한 고강도화하는 요망이 높아지고 있다. 그 때문에 고강도 강판의 자동차로의 적용이 촉진되고 있다.

일반적으로, 자동차용 강판은 도장하여 사용된다. 이 도장의 전(前)처리로서, 인산염 처리라고 불리는 화성 처리가 자동차용 강판에 실시된다. 자동차용 강판의 화성 처리는 도장 후의 내식성을 확보하기 위한 중요한 처리 중 하나이다.

강판의 강도, 연성(ductility)을 높이기 위해서는, 강판에 Si나 Mn을 함유시키는 것이 유효하다. 그러나, 연속 어닐링시에 Si나 Mn은, Fe의 산화가 일어나지 않는(Fe 산화물을 환원함) 환원성의 N₂＋H₂ 가스 분위기로 어닐링을 행한 경우에도 산화한다. 이 Si나 Mn의 산화에 의해, 강판 표면에 선택적으로 Sn이나 Mn을 포함하는 산화물(SiO₂, MnO 등. 이하, 선택 표면 산화물이라고 함)이 형성된다. 이 선택 표면 산화물이, 화성 처리 중의 화성 피막의 생성 반응을 저해하기 때문에, 화성 피막이 생성되지 않는 미소(微小) 영역(이후, 내비침(lack of hiding)이라고 함)이 강판 표면에 형성되어, 화성 처리성이 저하된다.

Si나 Mn을 함유하는 강판의 화성 처리성을 개선하는 종래 기술로서, 특허문헌 1에서는, 20∼1500㎎/㎡의 철 피복층을, 전기 도금법을 이용하여 강판 상에 형성하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이 방법으로는, 전기 도금 설비가 별도 필요해져 공정이 증가하는 만큼 비용도 증대한다는 문제가 있다.

또한, 특허문헌 2에서는 Mn/Si 비율을 규정함으로써, 특허문헌 3에서는 Ni를 첨가함으로써, 인산염 처리성을 향상시키고 있다. 그러나, 그 효과는 강판 중의 Si나 Mn의 함유량에 의존하는 것으로, Si나 Mn의 함유량이 높은 강판에 대해서는 더 한층의 개선이 필요하다.

또한, 특허문헌 4에서는, 어닐링시의 노점(dew point)을 －25∼0℃로 함으로써, 강판 표면으로부터 깊이 1㎛ 이내에 Si를 함유하는 산화물로 이루어지는 내부 산화층을 형성하고, 강판 표면 길이 10㎛에 차지하는 Si 함유 산화물의 비율을 80％ 이하로 하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 4에 기재된 방법의 경우, 노점을 제어하는 에어리어(zone)가 로(furnace) 내 전체를 전제로 한 것이기 때문에, 노점의 제어성이 곤란하고 안정적인 조업이 곤란하다. 또한, 불안정한 노점 제어하에서의 어닐링을 행한 경우, 강판에 형성되는 내부 산화물의 분포 상태에 불균일이 확인되고, 강판의 길이 방향이나 폭 방향으로 화성 처리성의 불균일(전체 또는 일부에서 내비침)이 발생할 염려가 있다. 또한, 화성 처리성이 향상된 경우에도, 화성 처리 피막의 직하에 Si 함유 산화물이 존재하는 점에서, 인용문헌 4에 기재된 기술로는, 전착 도장 후의 내식성이 나쁘다는 문제가 있다.

또한, 특허문헌 5에는, 산화성 분위기에서 강판 온도를 350∼650℃에 도달시켜 강판 표면에 산화막을 형성시키고, 그 후 환원성 분위기에서 재결정 온도까지 가열하고 냉각하는 방법이 기재되어 있다. 그러나, 이 방법으로는, 산화하는 방법에 따라 강판 표면에 형성되는 산화 피막의 두께에 차이가 있어, 충분히 산화가 일어나지 않는 경우가 있다. 또한, 특허문헌 5에 기재된 방법으로는, 산화 피막이 지나치게 두꺼워져, 후의 환원성 분위기에서의 어닐링에 있어서 산화막의 잔류 또는 박리를 발생시키고, 표면 성상(surface quality)이 악화되는 경우가 있다. 또한, 특허문헌 5의 실시예에서는, 대기 중에서 산화하는 기술이 기재되어 있다. 대기 중에서의 산화는, 산화물이 두껍게 생성되어 그 후의 환원이 곤란하다는 문제, 혹은, 고수소 농도(high hydrogen concentration)의 환원 분위기가 필요하다는 문제가 있다.

또한, 특허문헌 6에서는, 질량％로, Si를 0.1％ 이상 및/또는, Mn을 1.0％ 이상 함유하는 냉연 강판에 대해서, 강판 온도 400℃ 이상, 철의 산화 분위기하라는 조건에서 강판 표면에 산화막을 형성시키고, 그 후, 철의 환원 분위기하에서 상기 강판 표면의 산화막을 환원하는 방법이 기재되어 있다. 구체적으로는, 강판 온도 400℃ 이상, 공기비(air ratio) 0.93 이상 1.10 이하의 직화 버너(direct fire burners)를 이용하는 조건으로, 강판 표면의 Fe를 산화한 후, Fe 산화물을 환원하는 N₂＋H₂ 가스 분위기에서 강판을 어닐링한다. 이에 따라, 화성 처리성을 열화시키는 선택 표면 산화물이 강판 표면에 형성되는 것을 억제하고, 강판 표면에 Fe의 산화층을 형성시키는 방법이다. 특허문헌 6에는, 직화 버너의 가열 온도가 구체적으로 기재되어 있지 않다. 그러나, 특허문헌 6에 있어서 Si를 많이(대체로 0.6％ 이상) 함유하는 경우에는, Fe보다도 산화하기 쉬운 Si의 산화량이 많아져 Fe의 산화가 억제되거나, Fe의 산화 그 자체가 지나치게 적거나 한다. 그 결과, 특허문헌 6에 기재된 기술로는, 환원 후의 표면 Fe 환원층의 형성이 불충분하거나, 환원 후의 강판 표면에 SiO₂가 존재하여 화성 피막의 내비침이 발생하는 경우가 있거나 한다.

일본공개특허공보 평5-320952호 일본특허공보 제4319559호 일본특허공보 제2951480호 일본특허공보 제3840392호 일본공개특허공보 소55-145122호 일본공개특허공보 2006-45615호

본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, Si나 Mn의 함유량이 많은 경우에도, 우수한 가공성, 화성 처리성, 전착 도장 후의 내식성을 갖는 고강도 강판 및 그의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 특허문헌에 기재가 있는 바와 같은 종래 기술에서는, 단순히 어닐링로 내 전체의 수증기 분압 또는 산소 분압을 상승시킴으로써 노점 또는 산소 농도를 올려, 과잉하게 강판의 내부를 산화시키고 있다. 이 때문에, 전술한 바와 같이, 종래 기술에서는, 로(furnace) 전체에서의 노점 제어 또는 산화 제어성에 문제가 있거나, 화성 처리성에 불균일(irregularity)이 발생하거나, 전착 도장 후의 내식성이 열화하거나 한다.

그래서, 본 발명자들은, 종래의 생각에 얽매이지 않는 새로운 방법으로 과제를 해결하는 방법을 검토했다. 그 결과, 전착 도장 후의 내식성 열화의 기점이 될 가능성이 있는 강판 표층의 조직, 구조에 대하여 보다 고도의 제어를 행함으로써, 고강도 강판의 화성 처리성 및 전착 도장 후의 내식성이 개선되는 것을 알게 되었다. 구체적으로는, 강판을 연속 어닐링할 때에 이하의 (조건 1)∼(조건 3)을 채용한다.

(조건 1) 연속 어닐링의 가열 과정에 있어서, 어닐링로 내 온도: 450℃ 이상 A℃ 이하(A: 500≤A)의 온도역에서는, 승온 속도: 7℃/s 이상의 조건으로 강판을 가열한다.

(조건 2) 연속 어닐링에 있어서 강판 최고 도달 온도를 600℃ 이상 750℃ 이하로 한다.

(조건 3) 연속 어닐링에 있어서 강판 온도가 600℃ 이상 750℃ 이하인 온도역의 강판 통과 시간을 30초 이상 10분 이내, 분위기의 노점을 －10℃ 이상으로 한다.

이러한 처리를 행함으로써, Si, Mn 등의 선택적 표면 확산, 산화(이후, 표면 농화(surface concentration)라고 함)를 억제할 수 있다. 그 결과, 화성 처리성, 가공성 및 전착 도장 후의 내식성이 우수한 고강도 강판이 얻어지게 된다.

이상의 방법에 의해 얻어지는 고강도 강판의 강판 표층의 조직, 구조는, 이하의 특징 1, 2를 갖는다.

(특징 1) 고강도 강판의 강판 표면으로부터 100㎛ 이내의 영역에, Fe, Si, Mn, Al, P, B, Nb, Ti, Cr, Mo, Cu, Ni, Sn, Sb, Ta, W 및 V 중으로부터 선택되는 적어도 1종의 산화물을, 합계로 편면당 0.010∼0.050g/㎡ 갖는다.

(특징 2) 강판 표면으로부터 10㎛ 이내의 영역에 있어서의, 강판 결정립계로부터 1㎛ 이내의 입내(grain boundary)에, 결정성 Mn계 산화물을 포함하는 산화물을 갖는다.

이러한 특징을 갖는 강판 표층이 됨으로써, 전착 도장 후의 내식성의 열화를 억제하여, 화성 처리성이 우수해진다.

본 발명은 상기 인식에 기초하는 것으로, 특징은 이하와 같다.

(1) 질량％로, C: 0.03∼0.35％, Si: 0.01∼0.50％, Mn: 3.6∼8.0％, Al: 0.01∼1.0％, P: 0.10％ 이하, S: 0.010％ 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강판을 연속 어닐링할 때에, 상기 연속 어닐링의 가열 과정에 있어서, 어닐링로 내 온도: 450℃ 이상 A℃ 이하(A: 500≤A)의 온도역에서는, 승온 속도: 7℃/s 이상의 조건으로 상기 강판을 가열하고, 상기 연속 어닐링에 있어서 강판 최고 도달 온도를 600℃ 이상 750℃ 이하로 하고, 상기 연속 어닐링에 있어서 강판 온도가 600℃ 이상 750℃ 이하인 온도역의 강판 통과 시간을 30초 이상 10분 이내, 분위기의 노점을 －10℃ 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 고강도 강판의 제조 방법.

(2) 상기 강판은, 성분 조성으로서, 질량％로, 추가로, B: 0.001∼0.005％, Nb: 0.005∼0.05％, Ti: 0.005∼0.05％, Cr: 0.001∼1.0％, Mo: 0.05∼1.0％, Cu: 0.05∼1.0％, Ni: 0.05∼1.0％, Sn: 0.001∼0.20％, Sb: 0.001∼0.20％, Ta: 0.001∼0.10％, W: 0.001∼0.10％ 및 V: 0.001∼0.10％ 중으로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 함유하는 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 고강도 강판의 제조 방법.

(3) 상기 연속 어닐링을 행한 후, 황산을 포함하는 수용액으로 전해 산세정(electrolytic pickling)을 행하는 것을 특징으로 하는 (1) 또는 (2)에 기재된 고강도 강판의 제조 방법.

(4) (1) 또는 (2)에 기재된 성분 조성을 갖고, 강판 표면으로부터 100㎛ 이내의 영역에, Fe, Si, Mn, Al, P, B, Nb, Ti, Cr, Mo, Cu, Ni, Sn, Sb, Ta, W 및 V 중으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 산화물을, 합계로 편면당 0.010∼0.050g/㎡ 갖고, 추가로, 강판 표면으로부터 10㎛ 이내의 영역에 있어서의, 강판 결정립계로부터 1㎛ 이내의 입내에, Mn을 포함하는 산화물을 갖는 것을 특징으로 하는 고강도 강판.

본 발명에 의하면, Si나 Mn의 함유량이 많은 경우에도, 우수한 가공성, 화성 처리성 및 전착 도장 후의 내식성을 갖는 고강도 강판이 얻어진다.

또한, 본 발명에 의하면, 외관이 우수함과 함께, 우수한 가공성, 화성 처리성 및 전착 도장 후의 내식성을 갖는 고강도 강판을 얻을 수도 있다.

또한, 화성 처리성이 우수하다는 것은, 화성 처리 후의 내비침, 불균일이 없는 외관을 갖는 것을 말한다. 내비침이나 불균일의 발생을 억제함으로써 우수한 외관이 된다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시 형태로 한정되지 않는다.

본 발명의 고강도 강판의 제조 방법은, 강판을 연속 어닐링할 때에 이하의 (조건 1)∼(조건 3)을 채용한다.

(조건 1) 연속 어닐링의 가열 과정에 있어서, 어닐링로 내 온도: 450℃ 이상 A℃ 이하(500≤A)의 온도역에서는, 승온 속도: 7℃/s 이상의 조건으로 강판을 가열한다.

먼저, 연속 어닐링의 대상이 되는 강판의 제조 방법에 대해서 설명한다. 강판의 제조 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 강(steel sheet)을 열간 압연하여 열연판을 제조하는 방법, 강을 열간 압연한 후, 냉간 압연하여 냉연판을 제조하는 방법, 강을 열간 압연한 후, 산세정하고, 냉간 압연하여 냉연판을 제조하는 방법 등을 채용할 수 있다. 이와 같이 하여 얻어진 열연판이나 냉연판을 연속 어닐링하는 대상으로서 이용할 수 있다.

또한, 상기 강판을 제조할 때의, 열간 압연의 조건, 산세정의 조건은 특별히 한정되지 않고, 적절히 설정하면 좋다. 또한, 냉간 압연에 대해서는, 40％ 이상 80％ 이하의 압하율로 행하는 것이 바람직하다. 압하율이 40％ 미만에서는 재결정 온도가 저온화되기 때문에, 기계 특성이 열화하기 쉽다. 한편, 압하율이 80％ 초과에서는, 고강도 강판이기 때문에 압연 비용이 상승할 뿐만 아니라, 어닐링시의 표면 농화가 증가하여, 화성 처리성이 열화하는 경우가 있다.

이어서, 강판을 연속 어닐링하는 공정에 대해서 설명한다. 연속 어닐링은 일반적인 연속 어닐링 설비를 이용하여 행할 수 있다. 일반적인 연속 어닐링 설비가 갖는 어닐링로는 전단(front part)에 가열대(heating zone), 후단(rear part)에 균열대(soaking zone)를 갖는다. 통상, 전단의 가열대에서 강판을 소정 온도까지 가열하고, 후단의 균열대에서 소정 온도, 소정 시간의 조건으로 강판을 유지(held)한다.

본 발명에 있어서는, 연속 어닐링시에 상기 (조건 1)∼(조건 3)을 채용하는 것이 특징이다.

상기 (조건 1)에 기재된 바와 같이, 연속 어닐링의 가열 과정에서, 어닐링로 내 온도: 450℃ 이상 A℃ 이하(A: 500≤A)의 온도역에 있어서, 승온 속도가 7℃/s 이상이 되도록 제어하여 가열한다. 이 가열에 의해, 강판 내부에 있어서 이산화성 원소(easily oxidizable chemical element;Si, Mn 등)의 산화(이하, 내부 산화라고 칭함)는 일어나지 않지만 표면 농화가 일어나 버리는 450℃ 이상 A℃ 이하(A: 500≤A)의 온도역을, 최대한 빨리 통과시키는 것이 가능해져, 표면 농화를 억제하는 것이 가능해진다. 즉, 화성 처리 후의 내비침이나 불균일 등을 억제하는 것이 가능해진다.

상기한 바와 같은 화성 처리성 개선의 효과는, (조건 1)∼(조건 3)을 모두 행함으로써 발생한다. 특히 (조건 1), (조건 3)이 중요하다고 생각된다. 상기한 바와 같이, (조건 1)에 의해, 표면 농화물의 생성을 극력 억제한다. 또한, (조건 3)에 의해, 강판 표면으로부터 10㎛ 이내의 강판 내부에 내부 산화물을 적량으로 존재시킴으로써, 어닐링 후의 화성 처리성을 열화시키는 강 중 Si, Mn 등의 강판 표면에 있어서의 표면 농화를 억제하는 것이 가능해진다. 이에 따라, 내비침, 불균일이 없는 우수한 화성 처리성과 보다 높은 전착 도장 후의 내식성이 얻어지게 된다.

본 발명에 있어서, (조건 1)∼(조건 3)을 채용하는 이유에 대해서, 이하, 구체적으로 설명한다.

상기 (조건 1)과 같이, 어닐링의 가열 과정에 있어서, 어닐링로 내 온도: 450℃ 이상 A℃ 이하(단, A: 500≤A로부터 선택되는 임의의 값)의 온도역에서는, 승온 속도: 7℃/s 이상으로 한다. 이 가열은 통상, 가열대에서 행해진다. 또한, 이 온도역의 온도는, 어닐링되고 있는 강판의 온도(강판 온도)를 가리킨다. 강판 온도는, 어닐링로 내의 각 패스(pass)의 롤(roll) 위치에 온도계를 설치하고, 측온하여 얻어진 값을 채용하면 좋다. 또한, 온도계로서는, 다중 반사 온도계(multiple reflection-type thermometer) 및 방사 온도계(radiation thermometer) 등을 예시할 수 있고, 온도계의 방식은 특별히 한정되지 않는다.

승온 속도를 제어하는 온도역을 450℃ 이상으로 한 이유는 이하와 같다. 450℃를 하회하는 온도역에서는, 내비침, 불균일의 발생, 내식성의 열화 등이 문제가 되는 정도의 표면 농화나 내부 산화는 일어나지 않는다. 따라서, 승온 속도를 제어하는 온도역은, 본 발명의 효과가 발현하는 온도역인 450℃ 이상으로 한다.

또한, 승온 속도를 제어하는 온도역을 A℃ 이하(A: 500≤A로부터 선택되는 임의의 값)로 한 이유는 이하와 같다. 먼저, 승온 속도를 제어하는 온도역의 상한이 500℃를 하회하면, 승온 속도를 7℃/s 이상으로 제어하는 시간이 짧고, 본 발명의 효과가 충분히 얻어지지 않는다. 이 때문에, A는 500℃ 이상으로 한다. 또한, 상온 속도를 제어하는 온도역의 상한이 600℃ 초과인 경우, 본 발명의 효과에 하등 문제는 없다. 그러나, 상한이 600℃ 초과인 경우, 어닐링로 내 설비에 걸리는 비용 증대(인덕션 히터(induction heater)의 증설 등)의 관점에서, 불리해진다. 따라서, 600℃ 이하가 바람직하다.

상기 온도역에 있어서의 승온 속도를 7℃/s 이상으로 한 이유는 이하와 같다. 표면 농화의 억제 효과가 확인되기 시작하는 것이, 승온 속도 7℃/s 이상이다. 승온 속도의 상한은 특별히 형성하지 않지만, 500℃/s 이상에서는 효과는 포화하여, 비용적으로 불리해진다. 이 때문에 승온 속도는 500℃/s 이하가 바람직하다. 또한, 승온 속도를 7℃/s 이상으로 하는 것은, 예를 들면 인덕션 히터를 강판 온도가 450℃ 이상 A℃ 이하가 되는 어닐링로 내에 배치함으로써 가능하다.

상기 (조건 2)와 같이, 어닐링에 있어서 강판 최고 도달 온도를 600℃ 이상 750℃ 이하로 한다. 상기 강판 최고 도달 온도는, A℃가 강판 최고 도달 온도와 동일한 경우를 제외하고, 가열 과정에서의 상기 가열에 있어서의 최고 도달 온도 A℃로부터 추가로 가열하여 상승시킨 온도이다. 여기에서, 강판 최고 도달 온도란, 상기 강판 온도의 측정 방법과 동일한 방법으로 측정했을 때에, 어닐링 중에서 최고가 되는 값을 가리킨다.

어닐링로 내에서의 강판 최고 도달 온도를 600℃ 이상 750℃ 이하로 한 이유는 이하와 같다. 강판 최고 도달 온도가 600℃를 하회하면 양호한 재질이 얻어지지 않는다. 따라서, 본 발명에서는 상기 강판 최고 도달 온도를 600℃ 이상으로 한다. 한편, 강판 최고 도달 온도가 750℃를 상회하면, 표면 농화가 현저해져, 화성 처리성의 열화 등이 확인되기 시작한다. 또한, 재질의 관점에서는, 강판 최고 도달 온도가 750℃를 상회하면, 강도와 연성의 밸런스의 효과가 포화한다. 이상의 점에서, 강판 최고 도달 온도는 600℃ 이상 750℃ 이하로 한다.

상기 (조건 3)과 같이, 어닐링에 있어서 강판 온도가 600℃ 이상 750℃ 이하인 온도역의 강판 통과 시간을 30초 이상 10분 이내, 분위기의 노점을 －10℃ 이상으로 한다.

상기 강판 통과 시간이 30초를 하회하면 목표로 하는 재질(TS, El)이 얻어지지 않는다. 한편, 상기 강판 통과 시간이 10분을 상회하면, 강도와 연성의 밸런스의 효과가 포화한다.

어닐링에 있어서 강판 온도가 600℃ 이상 750℃ 이하인 온도역의 분위기의 노점을 －10℃ 이상으로 하면, 노점의 상승에 의해, H₂O의 분해로부터 발생하는 O₂ 포텐셜(potential)을 상승시켜, 내부 산화를 촉진하는 것이 가능하다. －10℃를 하회하는 온도역에서는, 내부 산화의 형성량이 적다. 또한, 노점의 상한에 대해서는 특별히 정하지 않는다. 그러나, 노점이 90℃를 초과하면 Fe의 산화량이 많아져, 어닐링 노벽이나 롤의 열화가 염려된다. 이 때문에, 노점은 90℃ 이하가 바람직하다.

또한, 그 외의 온도역의 노점은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, －10∼－40℃의 범위이면 좋다.

어닐링에 있어서, 상기 (조건 1)∼(조건 3)을 채용하는 것이, 우수한 화성 처리성과 전착 도장 후의 내식성을 갖는 고강도 강판을 얻기 위해 중요하다. 상기 필수 조건 이외의 어닐링에 있어서의 조건은 이하와 같다.

본 발명에 있어서, 균열대에 있어서의 균열 온도, 균열 시간의 조건은 특별히 한정되지 않고 적절히 설정하면 좋다.

상기 연속 어닐링에 있어서, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위이면, 분위기의 가스는 특별히 한정되지 않는다. 통상, 분위기의 가스는, 수소 가스, 질소 가스 및 불가피적 불순물 가스로부터 구성된다. 또한, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위이면, 이들 이외의 가스(H₂O, CO₂, CO 등)를 포함해도 좋다.

본 발명에 있어서는, 연속 어닐링에 있어서의 분위기의 수소 농도를 1vol％ 이상 50vol％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 수소 농도가 1vol％ 미만에서는 환원에 의한 활성화 효과가 얻어지지 않고 화성 처리성이 열화하는 경우가 있다. 상한은 특별히 규정하지 않지만, 50vol％ 초과에서는, 수소 농도를 높이기 때문에 제조 비용이 상승하고, 또한 수소 농도를 조정하는 것에 의한 효과가 포화한다. 따라서, 수소 농도는 1vol％ 이상 50vol％ 이하가 바람직하다. 나아가서는, 5vol％ 이상 30vol％ 이하가 바람직하다.

본 발명의 제조 방법에 있어서는, 연속 어닐링 후, 이하의 처리를 행해도 좋다.

600℃ 이상 750℃ 이하의 온도역으로부터 고강도 강판을 냉각 후, 필요에 따라서 퀀칭(quenching), 템퍼링(tempering)을 행해도 좋다. 퀀칭, 템퍼링의 조건은 특별히 한정하지 않는다. 템퍼링은 150∼400℃의 온도로 행하는 것이 바람직하다. 150℃ 미만에서는 강판의 연신(elongation)이 열화하는 경향이 있고, 400℃ 초과에서는 강판의 경도가 저하되는 경향이 있기 때문이다.

또한, 본 발명에 있어서는, 전해 산세정을 실시하지 않아도 양호한 화성 처리성은 확보 가능하다. 그러나, 어닐링시에 불가피적으로 발생하는 미량의 표면 농화물을 제거하여, 보다 양호한 화성 처리성을 확보하는 목적으로, 연속 어닐링 후의 고강도 강판에 대하여, 황산을 포함하는 수용액 중에서 전해 산세정을 행하는 것이 바람직하다.

전해 산세정에 이용하는 산세정액은 특별히 한정하지 않는다. 단, 질산이나 불화수소산은 설비에 대한 부식성이 강해 취급에 주의를 요하기 때문에, 바람직하지 않다. 또한 염산은 음극으로부터 염소 가스를 발생할 가능성이 있어 바람직하지 않다. 이 때문에, 부식성이나 환경을 고려하면 황산의 사용이 바람직하다. 황산 농도는 5질량％ 이상 20질량％ 이하가 바람직하다. 황산 농도가 5질량％ 미만에서는 도전율이 낮아지는 점에서 전해시의 욕 전압(bath voltage)이 상승하여, 전원 부하가 커져 버리는 경우가 있다. 한편, 황산 농도가 20질량％ 초과의 경우는, 드래그 아웃(drag-out)에 의한 손실이 크고 비용적으로 문제가 된다.

전해 산세정의 조건은 특별히 한정하지 않는다. 어닐링 후에 형성된 불가피적으로 표면 농화한 Si나 Mn의 산화물을 효율적으로 제거하기 위해, 전류 밀도가 1A/d㎡ 이상인 교번 전해(alternate current electrolysis)로 하는 것이 바람직하다. 교번 전해로 하는 이유는, 다음과 같다. 강판을 음극으로 유지한 채로는 산세정 효과가 작다. 또한, 강판을 양극으로 유지한 채로는 전해시에 용출하는 Fe가 산세정액 중에 축적되고, 산세정액 중의 Fe 농도가 증대해 버려, Fe가 강판 표면에 부착되면 건조 오염(dry staining) 등의 문제가 발생해 버린다.

전해액의 온도는 40℃ 이상 70℃ 이하가 바람직하다. 연속 전해함으로써 발열로 욕온(bath temperature)이 상승하는 점에서, 40℃ 미만으로 온도를 유지하는 것이 곤란한 경우가 있다. 또한, 전해조(electrolysis bath)의 라이닝(lining)의 내구성의 관점에서 온도가 70℃를 초과하는 것은 바람직하지 않다. 또한, 40℃ 미만의 경우, 산세정 효과가 작아지기 때문에, 40℃ 이상이 바람직하다.

상기와 같이, 본 발명은 강판의 연속 어닐링 조건에 특징이 있는 제조 방법이다. 이 연속 어닐링의 대상이 되는 강판에 대해서 설명한다. 이하의 성분 조성의 설명에 있어서의 「％」는 「질량％」를 의미한다.

C: 0.03∼0.35％

C는, 강조직 중에 마르텐사이트 등을 형성시킴으로써 가공성을 향상시킨다. 그러기 위해서는, C의 함유량을 0.03％ 이상으로 할 필요가 있다. 한편, C의 함유량이 0.35％를 초과하면 강도가 지나치게 상승하여, 연장(elongation)이 저하되고, 결과적으로 가공성이 열화한다. 따라서, C량은 0.03％ 이상 0.35％ 이하로 한다.

Si: 0.01∼0.50％

Si는 강을 강화하여 양호한 재질을 얻는 데에 유효한 원소이다. 그러나, Si는 이산화성 원소이기 때문에, 화성 처리성에는 불리하다. 이 관점에서는, Si는 최대한 첨가하는 것을 피해야 하는 원소이다. 또한, 0.01％ 정도의 Si는 불가피적으로 강 중에 포함되어, Si의 함유량을 이 이하로 저감하기 위해서는 비용이 상승해 버린다. 이상으로부터, Si의 함유량은 0.01％를 하한으로 한다. 한편, Si의 함유량이 0.50％를 초과하면 강의 강화능이나 연신 향상 효과가 포화해 온다. 또한, 고강도 강판의 화성 처리성이 열화한다. 따라서, Si량은 0.01％ 이상 0.50％ 이하로 한다. 본 발명은, Si의 함유량이 많은 경우라도 화성 처리성을 개선할 수 있는 점이 특징 중의 하나이다.

Mn: 3.6∼8.0％

Mn은 강의 고강도화에 유효한 원소이다. 기계 특성이나 강도를 확보하기 위해서는, Mn의 함유량을 3.6％ 이상으로 할 필요가 있다. 한편, Mn의 함유량이 8.0％를 초과하면 화성 처리성의 확보, 강도와 연성의 밸런스의 확보가 곤란해진다. 또한, 비용적으로 불리해진다. 따라서, Mn량은 3.6％ 이상 8.0％ 이하로 한다.

Al: 0.01∼1.0％

Al은 용강의 탈산을 목적으로 첨가된다. Al의 함유량이 0.01％ 미만인 경우, 그 목적이 달성되지 않는다. 용강의 탈산의 효과는 Al의 함유량을 0.01％ 이상으로 함으로써 얻어진다. 한편, Al의 함유량이 1.0％를 초과하면 비용 상승이 된다. 또한, Al의 함유량이 1.0％를 초과하면, Al의 표면 농화가 많아져, 화성 처리성의 개선이 곤란하게 된다. 따라서, Al량은 0.01％ 이상 1.0％ 이하로 한다.

P: 0.10％ 이하

P는 불가피적으로 함유되는 원소의 하나로서, 함유하지 않아도 좋다. P의 함유량을 0.005％ 미만으로 하기 위해서는, 비용의 증대가 염려되기 때문에, P의 함유량은 0.005％ 이상이 바람직하다. 한편, P의 함유량이 0.10％를 초과하면 용접성이 열화한다. 또한, P의 함유량이 0.10％를 초과하면, 화성 처리성의 열화가 심해져, 본 발명으로도 화성 처리성을 향상시키는 것이 곤란해진다. 따라서, P량은 0.10％ 이하로 하고, 하한으로서는 0.005％가 바람직하다.

S: 0.010％ 이하

S는 불가피적으로 함유되는 원소의 하나로서, S를 함유하지 않아도 좋다. S의 함유량의 하한은 규정하지 않는다. S의 함유량이 다량이 되면 용접성 및 내식성이 열화한다. 이 때문에, S의 함유량은 0.010％ 이하로 한다.

또한, 본 발명의 제조 방법으로 제조되는 고강도 강판의 표면 품질이나 강도와 연성의 밸런스의 개선을 도모하기 위해, 연속 어닐링이 실시되는 강판은, B: 0.001∼0.005％, Nb: 0.005∼0.05％, Ti: 0.005∼0.05％, Cr: 0.001∼1.0％, Mo: 0.05∼1.0％, Cu: 0.05∼1.0％, Ni: 0.05∼1.0％, Sn: 0.001∼0.20％, Sb: 0.001∼0.20％, Ta: 0.001∼0.10％, W: 0.001∼0.10％, V: 0.001∼0.10％ 중으로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 필요에 따라서 포함해도 좋다. 이들 원소를 함유하는 경우에 있어서의 적정 함유량의 한정 이유는 이하와 같다.

B: 0.001∼0.005％

B의 함유량이 0.001％ 미만에서는 퀀칭 촉진 효과가 얻어지기 어렵다. 한편, B의 함유량이 0.005％ 초과에서는 화성 처리성이 열화하는 경우가 있다. 따라서, B를 함유하는 경우, B량은 0.001％ 이상 0.005％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 단, 기계적 특성 개선상, B를 함유할 필요가 없다고 판단되는 경우, 강판은 B를 함유할 필요는 없다. 필요에 따라서 함유하는 것은, 기타 임의 원소에 대해서도 동일하다.

Nb: 0.005∼0.05％

Nb의 함유량이 0.005％ 미만에서는 강도 조정의 효과가 얻어지기 어렵다. 한편, Nb의 함유량이 0.05％ 초과에서는 비용 상승을 초래한다. 따라서, Nb를 함유하는 경우, Nb량은 0.005％ 이상 0.05％ 이하로 한다.

Ti: 0.005∼0.05％

Ti의 함유량이 0.005％ 미만에서는 강도 조정의 효과가 얻어지기 어렵다. 한편, Ti의 함유량이 0.05％ 초과에서는 화성 처리성의 열화를 초래하는 경우가 있다. 따라서, Ti를 함유하는 경우, Ti량은 0.005％ 이상 0.05％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

Cr: 0.001∼1.0％

Cr의 함유량이 0.001％ 미만에서는 퀀칭성 효과가 얻어지기 어렵다. 한편, Cr의 함유량이 1.0％ 초과에서는 Cr이 표면 농화하기 때문에, 용접성이 열화한다. 따라서, Cr을 함유하는 경우, Cr량은 0.001％ 이상 1.0％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

Mo: 0.05∼1.0％

Mo의 함유량이 0.05％ 미만에서는 강도 조정의 효과가 얻어지기 어렵다. 한편, Mo의 함유량이 1.0％ 초과에서는 비용 상승을 초래한다. 따라서, Mo를 함유하는 경우, Mo량은 0.05％ 이상 1.0％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

Cu: 0.05∼1.0％

Cu의 함유량이 0.05％ 미만에서는 잔류 γ상 형성 촉진 효과가 얻어지기 어렵다. 한편, Cu의 함유량이 1.0％ 초과에서는 비용 상승을 초래한다. 따라서, Cu를 함유하는 경우, Cu량은 0.05％ 이상 1.0％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

Ni: 0.05∼1.0％

Ni의 함유량이 0.05％ 미만에서는 잔류 γ상 형성 촉진 효과가 얻어지기 어렵다. 한편, Ni의 함유량이 1.0％ 초과에서는 비용 상승을 초래한다. 따라서, Ni를 함유하는 경우, Ni량은 0.05％ 이상 1.0％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

Sn: 0.001∼0.20％, Sb: 0.001∼0.20％

Sn이나 Sb는 강판 표면의 질화, 산화, 혹은 산화에 의해 발생하는 강판 표면으로부터 수십 미크론 영역의 탈탄을 억제하는 관점에서 함유할 수 있다. 질화나 산화를 억제함으로써 강판 표면에 있어서 마르텐사이트의 생성량이 감소하는 것을 방지하고, 얻어지는 고강도 강판의 피로 특성이나 표면 품질이 개선된다. 이상의 관점에서, Sn 및/또는 Sb를 함유하는 경우는, 모두 0.001％ 이상의 함유량으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 어느 하나의 함유량이 0.20％를 초과하면 인성의 열화를 초래하기 때문에, 이들 함유량은 각각 0.20％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

Ta: 0.001∼0.10％

Ta는 C나 N과 탄화물이나 탄질화물을 형성함으로써 고강도화에 기여하고, 또한 고항복비(increase in yield ratio; 고YR)화에 기여한다. 또한, Ta는 열연판 조직을 미세화하는 작용을 갖고, 이 작용에 의해, 냉연, 어닐링 후의 페라이트 입경이 미세화된다. 그리고, 입계 면적의 증대에 수반하는 입계로의 C 편석량이 증대하여, 고소성 경화량(amount of bake hardening;BH량)을 얻을 수 있다. 이러한 관점에서, Ta를 0.001％ 이상 함유할 수 있다. 한편, Ta의 함유량이 0.10％를 초과하는 경우, 원료 비용의 증가를 초래할 뿐만 아니라, 어닐링 후의 냉각 과정에 있어서의 마르텐사이트의 형성을 방해할 가능성이 있다. 나아가서는, 열연판 중에 석출한 TaC는, 냉간 압연시의 변형 저항을 높게 하여, 안정된 실기(practical line) 제조를 곤란하게 하는 경우가 있다. 따라서, Ta를 함유하는 경우, 그 함유량은 0.10％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

W: 0.001∼0.10％, V: 0.001∼0.10％

W 및 V는 탄질화물을 형성하고, 강을 석출 효과에 의해 고강도화하는 작용을 갖는 원소로서, 필요에 따라서 첨가할 수 있다. 이러한 작용은, W 및/또는 V를 첨가하는 경우, 모두 0.001％ 이상 함유하여 확인된다. 한편, 이들 원소의 함유량이 0.10％를 초과하는 경우, 강판이 과도하게 고강도화하여, 연성이 열화해 버리는 경우가 있다. 이상으로부터, W 및/또는 V를 함유하는 경우, 모두 함유량은 0.001％ 이상 0.10％ 이하가 바람직하다.

상기 이외의 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물이다. 상기 기재의 원소 이외의 원소를 함유해도, 본 발명에는 하등 악영향을 미치는 것이 아니며, 그 상한은 0.10％로 한다.

이상과 같은 성분 조성을 갖는 강판의 연속 어닐링의 조건을 조정함으로써, 가공성, 화성 처리성 및 전착 도장 후의 내식성이 우수한 고강도 강판이 얻어진다. 이하, 이 고강도 강판에 대해서 설명한다.

Si 및 다량의 Mn이 포함되는 고강도 강판에 있어서, 전착 도장 후의 내식성을 만족시키기 위해서는, 부식의 균열 등의 기점이 될 가능성이 있는 강판 표층의 조직, 구조를 보다 고도로 제어할 필요가 있다. 그래서, 본 발명에서는, 우선, 화성 처리성을 확보하기 위해, 연속 어닐링에 있어서 노점 제어하여, 산소 포텐셜을 높였다. 산소 포텐셜을 높임으로써, 이산화성 원소인 Si나 Mn 등이 화성 처리 직전에 미리 내부 산화하여, 강판 표면에 있어서의 Si, Mn의 활동도가 저하된다. 그리고, 이들 원소의 외부 산화가 억제되어, 결과적으로 화성 처리성 및 전착 도장 후의 내식성이 개선된다. 구체적으로는, 본 발명의 제조 방법으로 제조된 고강도 강판의 강판 표층의 조직, 구조는 이하의 특징을 갖는다.

(특징 1) 고강도 강판의 강판 표면으로부터 100㎛ 이내의 영역에, Fe, Si, Mn, Al, P, B, Nb, Ti, Cr, Mo, Cu, Ni, Sn, Sb, Ta, W 및 V 중으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 산화물을, 합계로 편면당 0.010∼0.050g/㎡ 갖는다.

(특징 2) 강판 표면으로부터 10㎛ 이내의 영역에 있어서의, 강판 결정립계로부터 1㎛ 이내의 입내에, Mn을 포함하는 산화물을 갖는다.

상기 (특징 1)에 기재된 바와 같이, 강판 표면으로부터 100㎛ 이내의 영역에 Fe, Si, Mn, Al, P, 나아가서는, B, Nb, Ti, Cr, Mo, Cu, Ni, Sn, Sb, Ta, W 및 V 중으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 산화물을 편면당 합계로 0.010g/㎡ 이상 존재시킨다. 이에 따라, 화성 처리성 및 전착 도장 후의 내식성이 개선된다. 산화물의 형성량이 0.050g/㎡를 초과하면, 부식의 균열의 기점이 될 염려가 있다. 또한, 0.050g/㎡를 초과하는 형성량이라고 해도, 화성 처리성 향상 효과는 포화하기 때문에, 형성량을 0.050g/㎡를 초과하는 양으로 할 필요는 없다.

상기 (특징 2)에 기재된 바와 같이, 강판 표면으로부터 10㎛ 이내의 영역에 있어서의, 강판 결정립계로부터 1㎛ 이내의 입내에, Mn을 포함하는 산화물을 갖는다. 내부 산화물이 입계에만 존재하고, 입내에 존재하지 않는 경우, 강 중의 이산화성 원소의 입계 확산은 억제할 수 있지만, 입내 확산은 충분히 억제할 수 없는 경우가 있다. 따라서, 본 발명에서는, 전술한 바와 같이, 어닐링로 내 온도: 450℃ 이상 A℃ 이하(A: 500≤A≤600)의 온도역에 있어서, 승온 속도가 7℃/s 이상이 되도록 제어함으로써, 입계 뿐만 아니라 입내에서도 내부 산화시킨다. 구체적으로는, 강판 표면으로부터 10㎛까지의 영역에 있어서, 입계로부터 1㎛ 이내의 지철(base steel sheet) 입내에 결정성 Si, Mn계 산화물을 존재시킨다. 상기 입내에 산화물이 존재함으로써, 산화물 근방의 입내의 고용 Si, Mn의 양이 감소한다. 그 결과, Si, Mn의 입내 확산에 의한 표면으로의 농화를 억제할 수 있다.

또한, 본 발명의 제조 방법으로 얻어지는 고강도 강판의 강판 표면의 구조는, 상기한 바와 같지만, 예를 들면, 강판 표면으로부터 100㎛를 초과한 영역에서 상기 산화물이 성장하고 있어도 문제는 없다. 또한, 강판 표면으로부터 10㎛를 초과한 영역에 있어서, 입계로부터 1㎛ 이상의 입내에 결정성 Si, Mn계 산화물을 존재시켜도 문제는 없다.

본 발명의 고강도 강판은, 상기 고강도 강판에 화성 처리를 실시하여 이루는 것이라도 좋다. 화성 처리액의 종류는 특별히 한정되지 않고, 크로메이트 처리액(chromate treatment solution), 논크로메이트 처리액(non-chromate treatment solution) 등의 일반적인 것을 사용할 수 있다. 또한, 화성 처리 방법에 관해서도 한정되지 않고, 침지(딥) 처리(immersing(dipping) treatment), 스프레이 처리, 전해 처리 등의 여러 가지의 방법을 적용할 수 있다.

본 발명의 고강도 강판은, 상기 화성 처리를 실시한 강판의 화성 피막 상에, 전착 도장에 의해 도막을 형성하여 이루는 것이라도 좋다. 전착 도장의 조건은 특별히 한정되지 않고, 적절히 설정하면 좋다.

실시예

이하, 본 발명을, 실시예에 기초하여 구체적으로 설명한다.

표 1에 나타내는 강 조성으로 이루어지는 열연 강판을 산세정하고, 흑피 스케일(black scale) 제거한 후, 냉간 압연하여, 두께 1.0㎜의 냉연 강판을 얻었다. 또한, 일부는 냉간 압연을 실시하지 않고, 흑피 스케일 제거 후의 열연 강판(두께 2.0㎜) 그대로 이용했다.

이어서, 상기에서 얻은 냉연 강판 및 열연 강판을 연속 어닐링 설비에 장입했다. 어닐링 설비에서는, 표 2, 3(표 2-1과 표 2-2를 합쳐 표 2로 하고, 표 3-1과 표 3-2를 합쳐 표 3으로 함)에 나타내는 바와 같이, 어닐링로 내의 강판 온도가 450℃ 이상 A℃ 이하(A: 500≤A≤600)인 온도역에 있어서의 승온 속도, 600℃∼750℃의 온도역에 있어서의 노점 및 강판 통과 시간, 강판 최고 도달 온도를 제어하여 통판하고, 어닐링했다. 또한, 상기 노점을 제어한 영역 이외의 어닐링로 내의 노점은 －35℃로 했다. 노점은 분위기 중의 수분을 흡수 제거하여 제어했다. 또한, 본 실시예에 있어서, 분위기의 기체 성분은 질소 가스와 수소 가스 및 불가피적 불순물 기체로 이루어진다. 분위기 중의 수소 농도는 10vol％로 했다.

연속 어닐링의 후, 물퀀칭(water quenching) 후에 300℃×140s간의 템퍼링을 행했다. No.32∼35 이외는 이 템퍼링으로 얻어진 고강도 강판을 공시재로 했다. No.32∼35에 대해서는, 상기 템퍼링 후, 계속해서, 40℃, 5％의 황산 수용액 중, 표 2에 나타내는 전류 밀도 조건으로 전해 산세정을 행하여, 공시재를 얻었다. 전해 산세정에서는, 공시재를 양극, 음극의 순서로 3초씩의 교번 전해를 행했다.

이상에 의해 얻어진 공시재에 대하여, TS, El을 측정했다. 또한, 화성 처리성 및 전착 도장 후의 내식성, 가공성을 조사했다. 또한, 강판 표면으로부터 100㎛의 영역에 존재하는 산화물의 양(내부 산화량)을 측정했다. 결과를 표 2, 3에 나타냈다. 또한, 측정 방법 및 평가 기준을 하기에 나타낸다.

<인장 강도(TS), 연신(El)>

JIS Z 2241에 준거하는 금속 재료 인장 시험 방법에 따라, 인장 강도(TS), 연신(El)을 측정했다. 측정 결과는 후술하는 가공성의 평가에 이용했다.

<화성 처리성>

화성 처리성의 평가 방법은 다음과 같다. 화성 처리액은 니혼파커라이징사 제조의 화성 처리액(팰본드(PALBOND) L3080(등록상표))을 이용하여, 하기 방법으로 화성 처리를 실시했다.

공시재를, 니혼파커라이징사 제조의 탈지액 파인 클리너(FINECLEANER; 등록상표)로 탈지한 후, 물세정하고, 다음으로 니혼파커라이징사 제조의 표면 조정액 프리펄린 Z(PREPALENE-Z; 등록상표)로 30초간의 표면 조정을 행했다. 표면 조정 후, 43℃의 화성 처리액(팰본드 L3080)에 120초간 침지한 후, 물세정하고, 온풍 건조했다.

화성 처리 후의 공시재를 주사형 전자 현미경(SEM)으로, 배율 500배의 조건으로 무작위로 5시야를 관찰했다. 화성 처리 피막의 내비침 면적률을 화상 처리에 의해 측정하고, 내비침 면적률에 의해 이하의 평가를 행했다. 「○」이 합격 레벨이다.

○: 10％ 이하

×: 10％ 초과

<전착 도장 후의 내식성>

상기의 방법으로 얻어진 화성 처리 강판으로부터 치수 70㎜×150㎜의 시험편을 잘라내어, 니폰페인트사 제조의 PN-150G(등록상표)로 양이온 전착 도장(소성 조건(baking condition): 170℃×20분, 막두께 25㎛)을 행했다. 그 후, 단부와 평가하지 않는 측의 면을 Al 테이프로 시일하고, 커터 나이프로 강판 표면에 달하는 크로스컷(cross cut)(크로스 각도 60°)을 넣어, 시험 샘플로 했다.

다음으로, 시험 샘플을 5％ NaCl 수용액(55℃) 중에, 240시간 침지 후, 취출하고, 물세정, 건조 후에 크로스컷부(cross-cut portions)를 테이프 박리하여, 박리 폭을 측정했다. 이 측정 결과를 이하의 평가 기준으로 평가했다. 「○」이 합격 레벨이다

○: 박리폭이 편측 2.5㎜ 미만

×: 박리폭이 편측 2.5㎜ 이상

<가공성>

가공성은, 공시재로부터 압연 방향에 대하여 90°방향으로 JIS 5호 인장 시험편을 채취하고, JIS Z 2241의 규정에 준거하여 크로스 헤드 속도 10㎜/min의 조건으로 인장 시험을 행하고, 인장 강도 TS(㎫)와 연신 El(％)을 측정하여, TS×El≥24000의 것을 양호(good), TS×El＜24000의 것을 불량(poor)으로 했다.

<강판 표층 100㎛까지의 영역에 있어서의 내부 산화량>

내부 산화량은, 「임펄스로(impulse furnace) 용해-적외선 흡수법」에 의해 측정한다. 단, 소재(즉 어닐링을 실시하기 전의 강판)에 포함되는 산소량을 뺄 필요가 있다. 본 발명에서는, 연속 어닐링 후의 고강도 강판의 양면으로부터 각각 100㎛ 이상 연마한 위치에서의 강 중 산소 농도를 측정하고, 그 측정값을 소재에 포함되는 산소량 OH로 했다. 또한, 연속 어닐링 후의 고강도 강판 표면의 판두께 방향 전체에서의 강 중 산소 농도를 측정하여, 그 측정값을 내부 산화 후의 산소량 OI로 했다. 이와 같이 하여 얻어진 고강도 강판의 내부 산화 후의 산소량 OI와, 소재에 포함되는 산소량 OH를 이용하여, OI와 OH의 차이(＝OI－OH)를 산출하고, 추가로 편면 단위 면적(즉 1㎡)당의 양으로 환산한 값(g/㎡)을 내부 산화량으로 했다.

<표면으로부터 10㎛까지의 영역에 있어서의 내부 산화물의 유무의 평가, 입계로부터 1㎛ 이내의 입내에 있어서의 Mn 산화물의 유무의 평가>

SEM 또는 TEM 관찰에 의해, 배율 20000배의 조건으로 무작위로 5시야를 관찰하고, 필요에 따라서 EDX 분석함으로써 행했다.

이상에 의해 얻어진 결과를 제조 조건과 아울러 표 2, 3에 나타낸다.

(표 2-1)

(표 2-2)

(표 3-1)

(표 3-2)

표 2, 3으로부터 분명한 바와 같이, 본 발명법으로 제조된 고강도 강판은, Si, Mn 등의 이산화성 원소를 다량으로 함유하는 고강도 강판이라도, 화성 처리성, 내식성, 가공성이 우수하다는 것을 알 수 있다. 한편, 비교예에서는, 화성 처리성, 내식성, 가공성 중 어느 하나 이상이 뒤떨어진다.

본 발명의 고강도 강판은, 화성 처리성, 내식성, 가공성이 우수하고, 자동차의 차체 그 자체를 경량화 또는 고강도화하기 위한 표면 처리 강판으로서 이용할 수 있다. 또한, 자동차 이외에도, 소재 강판에 녹방지성(rust-prevention capability)을 부여한 표면 처리 강판으로서, 가전, 건재(architectural material)의 분야 등, 광범위한 분야에서 적용할 수 있다.

Claims

질량％로, C: 0.03∼0.35％, Si: 0.01∼0.50％, Mn: 3.6∼8.0％, Al: 0.01∼1.0％, P: 0.10％ 이하, S: 0.010％ 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강판을 연속 어닐링할 때에,
상기 연속 어닐링의 가열 과정에 있어서, 어닐링로(annealing furnace) 내 온도: 450℃ 이상 A℃ 이하(A: 500≤A)의 온도역에서는, 승온 속도: 7℃/s 이상의 조건으로 상기 강판을 가열하고,
상기 연속 어닐링에 있어서 강판 최고 도달 온도를 600℃ 이상 750℃ 이하로 하고,
상기 연속 어닐링에 있어서 강판 온도가 600℃ 이상 750℃ 이하인 온도역의 강판 통과 시간을 30초 이상 10분 이내, 분위기의 노점(dew point)을 －10℃ 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 고강도 강판의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 강판은, 성분 조성으로서, 질량％로, 추가로, B: 0.001∼0.005％, Nb: 0.005∼0.05％, Ti: 0.005∼0.05％, Cr: 0.001∼1.0％, Mo: 0.05∼1.0％, Cu: 0.05∼1.0％, Ni: 0.05∼1.0％, Sn: 0.001∼0.20％, Sb: 0.001∼0.20％, Ta: 0.001∼0.10％, W: 0.001∼0.10％ 및 V: 0.001∼0.10％ 중으로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 함유하는 것을 특징으로 하는 고강도 강판의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 연속 어닐링을 행한 후, 황산을 포함하는 수용액으로 전해 산세정을 행하는 것을 특징으로 하는 고강도 강판의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 기재된 성분 조성을 갖고,
강판 표면으로부터 100㎛ 이내의 영역에, Fe, Si, Mn, Al, P, B, Nb, Ti, Cr, Mo, Cu, Ni, Sn, Sb, Ta, W 및 V 중으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 산화물을, 합계로 편면당 0.010∼0.050g/㎡ 갖고,
추가로, 강판 표면으로부터 10㎛ 이내의 영역에 있어서의, 강판 결정립계로부터 1㎛ 이내의 입내에, Mn을 포함하는 산화물을 갖는 것을 특징으로 하는 고강도 강판.