KR20170013211A - 냉간 압연된 평강 제품 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 냉간 압연된 평강 제품 및 이와 같은 평강 제품을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 이 평강 제품은 320 Mpa 이하의 항복 강도(Rp0.2), 20% 이상의 파단 연신율(A80), 및 (면적%로) 62 내지 82%의 페라이트, 10 내지 30%의 마르텐사이트, 1.5 내지 8%의 나머지 오스테나이트 및 총합이 10% 이하인 기타 미세 구조 성분을 함유하는 미세 구조를 갖는다. 이 경우, 평강 제품은 (중량%로) C: 0.06 내지 0.1%, Si: 0.15 내지 0.4%, Mn: 1.5 내지 2%, Cr: 0.2 내지 0.5%, Al: 0.1% 이하 - 이 경우 C, Si, Mn 및 Cr의 함량 총합은 2.3% 이상 내지 2.8% 이하이고, Si와 Al의 함량 총합은 0.4% 이하임 - P: 0.03% 이하, S: 0.006% 이하, N: 0.008% 이하, 0.0006% 이하의 B, 0.02% 이하의 V, 및 각각 0.01% 이하의 Nb, Ti 그리고 각각 0.1% 이하의 Mo, Ni 및 Cu가 속하는 기술적으로 불가피한 또 다른 불순물, 나머지 철을 함유하는 강철 합금으로 이루어진다. 이와 같은 평강 제품을 제조하기 위해, 먼저 냉간 압연된 평강 제품이 제조되고, 그 다음에 이어서 평강 제품이 연속으로 통과하면서 760 내지 860℃로 되며, 이 온도에서 어닐링 기간(Gt) 동안 유지되고, 어닐링 기간에 대해서는 평강 제품의 두께(D)에 따라 Gtu ≤ Gt ≤ Gto가 적용되며, 이 경우 Gtu [s] = 3.56*D² [s/㎟] - 5.1*D [s/㎜] + 9.8 s이고, Gto [s] = -21.4*D² [s/㎟] + 132.8*D [s/㎜] + 47 s이다.

Description

냉간 압연된 평강 제품 및 그 제조 방법{COLD-ROLLED FLAT STEEL PRODUCT AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF}

본 발명은, 320 MPa 이상의 항복 강도를 갖는 냉간 압연된 평강 제품 및 이와 같은 평강 제품을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

본원에서 언급되고 있는 유형의 평강 제품은 통상적으로 강철 스트립 또는 시트, 그리고 이와 같은 강철 스트립 또는 시트로부터 제조되는 블랭크 및 플레이트이다.

본 출원서에서 지시된 강철 조성의 함량에 대한 모든 숫자는 달리 명확하게 언급되지 않는 한 중량과 관련이 있다. 그렇기 때문에, 강철 합금과 관련이 있고 상세하게 결정되지 않은 "%수치값"은 "중량%"로 나타낸 숫자로서 이해되어야 한다.

미세 구조 성분에 대한 숫자들은 각각 달리 명확하게 언급되지 않는 한 단위 면적 퍼센트("면적%")와 관련이 있다.

고강도 평강 제품은 특히 상용차 제조 분야에서 중요성이 증가하고 있는데, 그 이유는 이 고강도 평강 제품이 특히 경량의 섀시 구조 및 차체 구조를 가능하게 하기 때문이다. 이 경우에는, 평강 제품의 부식에 대한 민감도, 사용 장소 및 사용되고 있는 주변 환경의 공격성에 따라, 금속 보호 코팅이 평강 제품에 사용된다. 고강도 평강 제품의 낮은 중량은 개별 구동 장치의 기술적인 성능을 최상으로 이용하는 데 기여할 뿐만 아니라, 자원 효율성, 비용의 최적화 및 기후 보호까지도 지원한다.

평강 제품에서는, 강도를 증가시키는 더 많은 양의 합금 성분을 첨가함으로써 그리고 적합한 제조 방법에 의해서 높은 강도에 도달할 수 있다. 하지만, 높은 합금 함량 및 복잡한 제조 방법과 연관된 비용은, 경제적인 방식으로 신뢰할만하게 제조될 수 있는 가급적 저렴한 제품에 대한 요구에 반하는 것이다. 그렇기 때문에, 해당 전문 분야에서는, 예컨대 마이크로 합금 원소 및 몰리브덴과 같은 값비싼 합금 원소들을 생략함으로써 고강도 평강 제품의 제조 비용을 낮추려는 노력이 강구되고 있다.

강도를 증가시키는 값비싼 합금 원소의 최소화를 위한 고강도 강철을 보상할 목적으로 첨가될 수 있고 저렴한 비용으로 얻을 수 있는 합금 원소들은, 결정 입계 산화의 경향 및 강철 시트 표면에서의 산화물 형성 경향으로 인해, 가공 특성 및 표면 성질을 악화시키는 경우가 많다. 그렇기 때문에, 공지된 저렴한 합금 컨셉으로써는 다수의 경우에 요구되는 높은 강도에 도달할 수는 있지만, 자동차 제조를 위해 제공되는 평강 제품에 대해서 기대되는 우수한 인성, 우수한 취성 저항성, 냉간 변형 및 용접에 대한 최상의 적합성과 같은 다른 특성들은 보장될 수 없다.

결정 입계 산화는 500℃를 초과하는 온도에서, 산소가 확산 공정에 의해 결정 입계를 따라 표면으로부터 강철 기판 내부로 침투함으로써 생성된다. 이 경우, 산소는 예컨대 규소, 알루미늄, 망간 및 크롬과 같이 철보다 더 높은 산소 친화성을 갖는 원소들과 함께 산화물을 형성한다. 이와 같은 상황은 결정 입계를 뚜렷하게 약화시키고, 더 진척된 단계에서는 결합체로부터 전체 입자가 분리되는 결과를 야기한다. 이와 같은 현상은 특히 변형의 경우에 노치(notch)로서 작용하여 재료의 조기 실패를 야기한다. 이와 유사한 내용은 코팅된 재료에도 적용된다. 결정 입계 산화의 노치 효과는 코팅된 재료에서도 존재한다. 추가적으로는, 소수의 입자 또는 전체 입자가 분리됨으로써 코팅 접착력이 심하게 감소하고, 표면 코팅이 완전히 벗겨질 정도까지 표면 코팅에서 결함이 나타난다는 사실도 적용된다.

자동차에 적용하기 위해 의도되었고 베이크-하드닝(bake-hardening)-특성을 구비해야만 하는 평강 제품에 대한 일 예는 EP 2 392 683 B1호에 기술되어 있다. 상기 간행물로부터 공지된 평강 제품은, 철 및 불가피한 불순물 이외에, (질량%로) 0.015% 초과 및 0.100% 미만의 C, 0.01 내지 0.3%의 Si, 1.0% 초과 및 1.90% 미만의 Mn, 0.015% 내지 0.05%의 P, 0.03% 이하의 S, 0.01 내지 0.5%의 용해되지 않은 Al, 0.005% 이하의 N, 0.30% 미만의 Cr, 0.0003 내지 0.005%의 B, 0.014% 미만의 Ti, 0.1% 이하의 Mo, 0.4% 이하의 V, 0.015% 이하의 Nb, 0.15% 이하의 W, 0.1% 이하의 Zr, 0.5% 이하의 Cu, 0.5% 이하의 Ni, 0.2% 이하의 Sn, 0.2% 이하의 Sb, 0.01% 이하의 Ca, 0.01% 이하의 Ce 및 0.01% 이하의 La를 함유하는 강철로 이루어진다.

그와 동시에, 강철의 합금은 2.2 ≤ (%Mn + 1.3% x %Cr + 8 %P + 150 B* ≤ 3.1 및 0.42 ≤ 8 x %P + 150 B*) ≤ 0.73의 조건을 충족시켜야만 한다. 이 경우, B*는 방정식 B* = %B + %Ti x 0.2025 + %Al x 0.01에 따라 계산되고, 상기 방정식에 따른 B*에 대해 0.0022%보다 큰 값이 B*에 대해 나타나는 경우에는 0.0022%로 설정된다. 전술된 방정식들에서 %Mn, %Cr, %P, %B, %Ti 및 %Al은 합금의 개별 Mn-함량, Cr-함량, P-함량, B-함량, Ti-함량 및 Al-함량을 의미한다.

전술된 방식으로 합금 처리된 공지된 평강 제품의 미세 구조는 또한 마르텐사이트, 나머지 오스테나이트 그리고 선택적으로 페라이트 또는 베이나이트로 이루어진 제2 상과 페라이트로 이루어진 마이크로 구조를 가져야만 한다. 제2 상의 면적 비율은 총합에 있어서 3 내지 15 면적%이어야만 하고, 제2 상의 총 면적 비율에서 마르텐사이트와 나머지 오스테아니트의 면적 비율이 차지하는 비율은 70% 이상이어야만 한다. 또한, 제2 상의 면적 비율의 50% 또는 그 이상은 결정 입계 3중점(grain boundary triple point)에 존재해야만 하며, 이 경우 3개 이상의 페라이트 결정 입계와 접촉하는 입자들은 결정 입계 3중점에 존재하는 제2 상의 입자들로서 규정되어 있다.

EP 2 392 683 B1호에 제시된 실시예들로부터는, 상기와 같은 특징을 갖는 공지된 평강 제품이 430 내지 594 MPa의 인장 강도 및 201 내지 274 MPa의 항복 강도를 갖는다는 사실이 명백하게 드러난다. 이와 같은 평강 제품을 제조하기 위하여, EP 2 392 683 B1호에서는, 1,100 내지 1,300℃까지 가열된 강철 슬래브가 Ar3-전이점과 Ar3-전이점 + 150℃ 사이에 놓여 있는 최종 압연 온도에서 열간 압연되고, 열간 압연 후에 적어도 20 K/s의 냉각 속도로 640℃까지 냉각되며, 그 다음에 400 내지 620℃에서 권취되는 방법이 제안된다. 그 다음에, 핫 스트립이 50 내지 85%의 변형율로 냉간 압연된다. 얻어진 냉간 압연된 스트립은 연속적인 아연 도금(galvanizing) 라인 및 갈바닐링(galvannealing) 라인 내에서 740℃ 이상 및 840℃ 미만의 어닐링 온도에서 어닐링 처리되며, 그 다음에 2 내지 30 K/s의 평균 냉각 속도로 어닐링 온도로부터 450 내지 500℃로 유지되는 아연 도금 배쓰의 온도까지 냉각된다. 이와 같이 어닐링 처리된 스트립이 아연 도금 배쓰를 통과한다. 그 다음에, 아연 도금 배쓰로부터 배출되는 평강 제품이 공지된 방법의 제1 변형예에 따라 곧바로 5 내지 100 K/s의 평균 냉각 속도로 100℃ 이하의 온도까지 냉각되거나, 공지된 방법의 제2 변형예에 따라 합금 처리되며, 이때 평강 제품은, 그 후에 재차 5 내지 100 K/s의 평균 냉각 속도로 100℃ 이하의 온도까지 냉각되기 위해 470 내지 650℃의 온도 범위에서 30초 동안 유지된다.

전술된 선행 기술을 배경으로 하는 본 발명의 과제는, 저렴하게 구할 수 있는 합금 원소들을 기본으로 하는 합금 컨셉에서, 자동차 제조 분야에 사용하기에 최적인 특성 조합을 갖는 평강 제품을 제조하는 데 있다.

또한, 이와 같은 평강 제품을 제조하기 위한 방법도 명시되어야만 한다.

본 발명은, 청구항 1에 명시된 특징들을 갖는 냉간 압연된 평강 제품에 의해서 상기 제품과 관련된 과제를 해결한다.

본 발명은, 본 발명에 따른 평강 제품을 형성할 때에 청구항 5에 명시된 작업 단계들을 실행함으로써, 전술된 방법과 관련된 과제를 해결한다.

본 발명은, 저렴한 합금 원소들을 사용하고 제조 공정을 신뢰할만하게 실행함으로써, 개별적으로 최대화된 기계적인 특성 및 최적화된 표면 성질에 도달하도록, 좁은 한계 안에서 상호 매칭된 합금 성분 및 합금 함량을 갖는 강철 합금을 기초로 한다.

본 발명에 따른 강철 합금의 합금 성분 및 합금 함량은, 본 발명에 따라 제공된 작업 단계들을 준수하는 경우에, 경량 제조 분야에서, 특히 자동차 제조 분야에서 사용하기에 특히 적합하게끔 하는 특성 조합을 갖는 고강도 평강 제품이 신뢰할만하게 형성되도록 선택된다.

탄소는, 본 발명에 따른 평강 제품에 0.06 중량% 내지 0.1 중량%의 함량으로 함유되어 있다. 충분한 양의 마르텐사이트의 형성을 통해서 원하는 강도에 확실하게 도달하기 위해서는, 0.06 중량% 이상의 함량이 필요하다. 그와 달리, 0.1 중량% 이상의 함량은 용접 적합성에 부정적인 작용을 미친다.

규소는, 본 발명에 따른 강철에 0.15 내지 0.4 중량%의 함량으로 존재한다. 0.15 중량%의 규소 함량은 페라이트의 경화에 기여한다. 하지만, 0.4 중량% 이상의 규소 함량은, 평강 제품의 형성 과정 중에 실행되는 어닐링 처리에서 강철 스트립의 표면에 규소 산화물이 형성될 위험을 초래하며, 이 경우 규소 산화물은 평강 제품의 추가 가공 및 선택적으로 이루어지는 코팅을 어렵게 할 수 있다.

망간은, 1.5 중량%의 최소 함량으로써, 본 발명에 따른 평강 제품이 요구되는 강도를 갖도록 보장해준다. 하지만, 2 중량% 초과의 Mn 함량은 제품 형성시에 비용을 증가시킨다. 또한, 2 중량%를 초과하는 망간은 원치 않는 편석(segregation)을 형성하는 경향이 있다.

알루미늄은, 강철 형성 동안 탈산소화 또는 질소의 결합을 위해 사용된다. 이를 위해서는 0.1 중량% 이하의 함량이 필요하다. 원하는 효과는 0.02 내지 0.05 중량%에서 신뢰할만하게 나타난다.

크롬은, 본 발명에 따른 평강 제품에서 마찬가지로 강도를 증가시키는 작용을 한다. 이 목적을 위해서는 0.2 중량% 이상의 함량이 필요하다. 하지만, 지나치게 높은 Cr 함량은 연신 특성의 저하를 야기한다. 그렇기 때문에, 크롬 함량은 최대 0.5 중량%로 제한된다.

탄소, 규소, 망간 및 크롬이 존재하는 조합된 강도 증가 효과는 본 발명에 따라, 제시된 숫자들 안에서 설정된 상기 원소들의 함량(%C, %Si, %Mn, %Cr)의 총합이 2.3 중량%임으로써 보장된다(%C + %Si + %Mn + %Cr ≥ 2.3 중량%). 이와 같은 방식에 의해서는, 이를 위해 본 발명에 따른 평강 제품의 강철에 마이크로 합금 원소 또는 강도를 증가시키는 다른 원소들이 첨가되지 않더라도, 요구되는 강도에 확실하게 도달한다. 그와 달리, C, Si, Mn 및 Cr의 함량 총합이 2.8 중량%를 초과하면, 평강 제품의 강도는 더욱 증가한다. 하지만, 이와 같은 상황은 원치 않는 파단 연신율의 감소를 야기할 수 있다. 또한, 이 경우에는 본 발명에 따른 평강 제품의 표면 성질이 악화될 수 있는데, 그 이유는 높은 권취 온도 또는 어닐링 온도에서는 C, Si, Mn 및 Cr의 과도하게 큰 총량이 결정 입계 산화를 확연하게 촉진시키기 때문이다. 이와 같은 내용은 특히 규소에 적용되고, 추가로 알루미늄에도 적용된다. 이러한 이유에서, 본 발명에 따른 평강 제품에서는 Al 함량(%Al) 및 Si 함량(%Si)으로 구성된 총합이 최대 0.4 중량%이어야만 한다.

본 발명에 따른 평강 제품의 합금 함량의 본 발명에 따른 설정에 의해서는, 강철 기판의 표면으로부터 출발하여 측정했을 때 결정 입계 산화를 5 ㎛의 깊이로 제한하기 위한 전제 조건들이 만들어진다. 결정 입계 산화가 더 큰 깊이에 걸쳐 연장된다면, 이와 같은 상황은 표면 성질의 뚜렷한 악화를 야기할 수 있을 것이다. 이와 같은 악화 상황은, 예를 들어 부식 방지부로서 적층된 코팅의 접착 상태 불량에서 나타날 수 있다. 따라서, 결정 입계 산화가 5 ㎛보다 더 깊게 강철 기판 내부로 침투하는 경우에는, 상부 입자 층의 탈피 그리고 강철 시트 추가 가공시에 문제점이 야기될 수 있다. 특히 변형의 경우에는, 추후에 부품 고장을 야기할 수 있는 증가된 노치 효과가 나타날 수 있다. 본 발명에 따라, 탄소, 규소, 망간 및 크롬의 함량 총합이 최대 2.8 중량%(2.3 중량% ≤ %C + %Si + %Mn + %Cr ≤ 2.8 중량%)로 제한되고, 규소 함량(%Si) 및 알루미늄 함량(%Al)의 총합이 최대 0.4 중량%(%Al + %Si ≤ 0.4 중량%)로 제한됨으로써, 상기와 같은 위험들이 피해진다.

또 다른 합금 원소들은 강철 내에 제공되어 있지 않다. 특히 B, V, Nb, Ti, Mo, Ni, Cu는 본 발명에 따른 강철 시트 내에서 어떠한 경우든지 평강 제품의 특성에 전혀 영향을 미치지 않을 정도의 소량으로 그리고 그 자체로서 기술적으로 불가피한 불순물에 포함될 정도의 소량으로 존재한다. 이와 같은 원소들을 효력을 발휘할 양만큼 첨가하면, 본 발명에 따른 평강 제품의 강도는 증가될 것이다. 하지만, 그와 반대로, 파단 연신율 및 평강 제품의 n 값의 감소를 감수해야만 할 것이다. 그렇기 때문에, 몰리브덴, 구리 및 니켈에 대해서는 0.1 중량%의 함량 상한이 적용되고, 니오븀 및 티타늄에 대해서는 각각 0.01 중량%의 함량 상한이 적용되며, 바나듐에 대해서는 0.02 중량%의 함량 상한이 적용되고, 붕소에 대해서는 0.0006%의 함량 상한이 적용된다. P, S 및 N도 본 발명에 따른 평강 제품의 강철 기판의 불가피한 불순물에 속한다.

동반 원소인 인의 함량이 더 높은 경우에는 변형 가능성 그리고 특히 본 발명에 따른 평강 제품을 용접할 때에 결합 특성이 악화될 것이다. 그렇기 때문에, 인 함량은 0.03 중량%의 상한을 초과해서는 안 된다. 최적의 방식으로, P 함량은 0.02 중량% 미만으로 제한된다.

더 높은 함량의 황도 마찬가지로 Mns 형성으로 인해, 본 발명에 따라 가공된 강철의 변형 가능성에 결정적으로 부정적인 영향을 미친다. 이와 같은 이유에서, 본 발명에 따른 평강 제품의 S 함량은 최대 0.006 중량%이어야 한다. 본 발명에 따라 가공된 강철의 특성에 미치는 황의 부정적인 영향을 배제하기 위하여, S 함량은 최대 0.003 중량%로 제한될 수 있다.

질소는 본 발명에 따른 유형의 평강 제품 내에 기술적으로 불가피한 동반 원소로서, 불순물의 범위 안에 속하는 낮은 함량으로 존재한다. 하지만, 지나치게 높은 질소 함량은 내노화성(aging resistance)을 결정적으로 악화시킨다. 이와 같은 상황을 방지하기 위하여, 본 발명에 따라 가공된 강철에서는 질소 함량에 대한 상한이 0.008 중량%로 확정된다.

본 발명에 따른 평강 제품의 항복 강도(Rp0.2)는 320 MPa 이상이다. 작동 실험에서는 본 발명에 따른 평강 제품이 규칙적으로 320 내지 450 MPa의 항복 강도(Rp0.2)에 도달했다.

이때, 본 발명에 따른 평강 제품의 인장 강도(Rm)는 580 MPa 이상이며, 이 경우 본 발명에 따른 평강 제품의 인장 강도(Rm)는 실제로 규칙적으로 580 내지 720 MPa의 범위 안에 놓여 있다.

그와 동시에, 본 발명에 따른 평강 제품은 각각 20% 이상의 파단 연신율(A80)을 가지며, 이 경우 본 발명에 따른 평강 제품의 파단 연신율(A80)은 규칙적으로 20 내지 36%의 범위 안에 놓여 있다.

본 발명에 따른 평강 제품을 위해 결정된 n 값은 0.13 이상이다. 실제로, n 값은 0.13 내지 0.2의 범위 안에 놓여 있다. n 값은, DIN EN ISO 6892-1:2009와 연계된 DIN ISO 10275:2009-06에 따라 n_10-20/Ag 값으로서 결정된다.

전술된 바와 같이, 결정 입계 산화가 본 발명에 따른 평강 제품에서 최종 평강 제품의 표면으로부터 출발해서 최대 5 ㎛의 깊이로 제한됨으로써, 본 발명에 따른 평강 제품은 변형 또는 결합에 의한 추가 가공을 위한 우수한 적합성을 갖게 된다.

본 발명에 따른 평강 제품은 최적의 표면 성질로 인해, 내식성을 개선하기 위한 공지된 방식에 따라 코팅으로 코팅되기에 특히 적합하다. 코팅으로서는 특히 Zn, Mg 또는 Al을 기본으로 하는 코팅과 같은 금속성 코팅이 사용된다.

본 발명에 따른 평강 제품의 미세 구조는 62 내지 82 면적%의 페라이트, 10 내지 30 면적%의 마르텐사이트, 1.5 내지 8 면적%의 나머지 오스테나이트, 예컨대 펄라이트, 베이나이트 및 시멘타이트, 그리고 카바이드까지도 속하는 기타 미세 구조 성분을 최대 10 면적%의 총합으로 함유한다.

미세 구조를 지배하는 페라이트 이외에 존재하는 10 내지 30 면적%의 마르텐사이트 비율은 한 편으로는, 본 발명에 따른 평강 제품에서 요구되는 강도 값에 도달하도록 보장해준다. 그와 동시에, 이와 같은 마르텐사이트 비율은, 파단 연신율을 대가로 치르면서 강도의 과도한 증가를 야기하지 않을 정도로 제한된다.

또한, 본 발명에 따른 평강 제품의 미세 구조 내에 있는 1.5 내지 8 면적%의 나머지 오스테나이트도 20% 이상의 높은 최소 파단 연신율(A80)에 기여한다. 8 면적%를 초과하는 나머지 오스테나이트 비율은 마르텐사이트 비율을 희생해서 유지될 수 있으며, 이와 같은 상황에 의해서는 본 발명에 따른 평강 제품의 요구되는 강도에 도달하지 못하게 될 위험이 재차 존재한다.

지배적인 페라이트 그리고 마르텐사이트 및 나머지 오스테나이트 이외에 존재하는 기타 미세 구조 성분의 총합은, 강철의 기계적인 특성, 특히 강철의 항복 강도(Rp0.2)에 중대한 영향을 미치지 않을 정도로 적다.

페라이트 이외에 본 발명에 따른 평강 제품의 미세 구조 내에 존재하는 또 다른 상 및 미세 구조 성분의 총합, 다시 말해 마르텐사이트, 나머지 오스테나이트 및 기타 미세 구조 성분으로 구성된 총합은 최적의 방식으로는 적어도 18 면적%이다. 이와 같은 방식에 의해서는, 본 발명에 따라 합금 처리된 평강 제품이 요구되는 강도에 도달하도록 신뢰할만하게 보장될 수 있다.

그와 동시에, 원하는 높은 파단 연신율에 도달되도록 보장하기 위하여, 페라이트 이외에 존재하는 또 다른 상의 총 비율은 최대 38 면적%로 제한될 수 있다. 이와 같은 경우에도, 또 다른 상의 총 비율이 38 면적% 이상인 경우에는 본 발명에 따른 평강 제품의 인장 강도가 현저하게 증가될 수는 있지만, 이로써 최소 파단 연신율도 또한 현저하게 감소될 수 있다는 사실이 적용된다.

본원에서 일반적으로 그리고 이하에서 기술되는 실시예들을 참조해서 명시되는 본 발명에 따른 평강 제품의 특성들은 각각 DIN EN ISO 6892-1:2009에 따른 종방향 샘플, DIN EN ISO 6892-1:2009에 따른 샘플 형태 2, 80 ㎜의 측정 길이, 20 ㎜의 샘플 폭에서 결정된다. 이때, 종방향 샘플은 스트립 축으로부터, 다시 말하자면 스트립 폭의 중간에 있는 위치로부터 유래했다. 본원에서도, n 값의 결정은 DIN EN ISO 6892-1:2009와 연계된 DIN ISO 10275:2009-06에 따라 n_{10-20/ Ag} 값으로서 결정된다.

강철 기판의 표면으로부터 측정된 결정 입계 산화의 깊이를 결정하기 위하여, 최종적으로 제조된 본 발명에 따른 평강 제품으로부터, 스트립 두께를 가로지르는 압연 방향에 대해 종방향으로 정렬된, 스트립 축으로부터 30 mm 길이의 섹션이 제작된다. 이를 위해, 샘플들이 예를 들어 합성수지 내부에 매립되고, 종방향 섹션 내에서 연삭 가공되며, 다이아몬드 현탁액으로 광택 처리되고, 이들 샘플의 입자는 1 ㎛의 평균 입자 직경을 갖는다. 그 다음에 이어서, 얼룩 및 자국 없는 표면을 얻기 위하여, 상기 섹션이 물 또는 알코올로 세척된다.

결정 입계 산화는, 결정 입계를 따라 어두운 색으로 가림으로써 섹션 이미지 내에서 확인할 수 있다. 결정 입계 산화의 깊이는, 광 현미경을 1000:1로 확대한 상태에서 압연 방향으로 100 ㎛ 이상의 측정 길이에 걸쳐 측정된다. 결정 입계 산화를 평가하기 위해서는 침투 깊이의 최댓값이 이용되는데, 다시 말하자면 결정 입계 산화가 특히 관련 지점에 있는 표면을 기준으로 강철 기판 내부로 가장 폭넓게 침투된 지점에서 결정되는 값이 이용된다. 그렇기 때문에, 이곳에서 만들어졌고 본 발명에 따라 준수될 결정 입계 산화 깊이에 대한 규정들은, 관련 깊이 값이 본 발명에 따른 개별 평강 제품에서 초과하지 않는 최댓값이라는 것을 의미한다. 이와 같은 사실은, 결정 입계 산화가 특정의 더 큰 면적에 걸쳐서 균일하게 상기 값을 갖는다는 것으로 이해되어서는 안 된다. 오히려, 더 큰 면적을 기준으로 하는 침투 깊이는 각각 0 ㎛의 범위에 걸쳐 (결정 입계 산화를 확인할 수 없음) 본 발명에 따라 5 ㎛를 초과하지 않는 개별 최댓값까지 분포된다.

미세 구조 성분들을 결정하기 위하여, 결정 입계 산화를 검사하기 위해 제작된 종방향 섹션이 공지된 방식에 따라, 관련 성분들을 볼 수 있을 정도로 추가로 선광될 수 있다. 이 목적을 위해, 종방향 섹션은 적합한 수단에 의해서 에칭될 수 있는데, 예컨대 3 용적%의 질산 비율을 함유하고 전문 용어로 "나이탈(nital)"로서도 지칭되는 알코올성 질산에 의해서 에칭될 수 있다. 이 경우, 반사광 현미경을 1000배 확대한 상태에서는, 강철 시트 두께의 1/3 혹은 2/3에 있는 샘플 위치가 관찰된다.

나머지 오스테나이트 비율의 결정은, 동일한 종방향 섹션에 있는 마이크로 회절 분석기에 의해서 이루어진다. 측정 동안의 가속 전압은 35 kV이고, 전류 세기는 30 mA이다. 이 경우, 검출 하한은 1%의 나머지 오스테나이트에 있다.

본 발명에 따른 평강 제품을 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법은 다음과 같은 작업 단계들, 즉

a) (중량%로) 0.06 내지 0.1%의 C, 0.15 내지 0.4%의 Si, 1.5 내지 2%의 Mn, 0.2 내지 0.5%의 Cr, 0.1% 이하의 Al이고, 이 경우 C, Si, Mn 및 Cr의 함량 총합은 2.3% 이상 내지 2.8% 이하이고, Si와 Al의 함량 총합은 0.4% 이하이며, 0.03% 이하의 P, 0.006% 이하의 S, 0.008% 이하의 N, 그리고 0.0006% 이하의 B, 0.02% 이하의 V, 및 각각 0.01% 이하의 Nb, Ti 그리고 각각 0.1% 이하의 Mo, Ni 및 Cu가 속하는 기술적으로 불가피한 또 다른 불순물, 및 나머지 철로 이루어진 강철 용융물을 용융하는 단계;

b) 강철 용융물을 슬래브 또는 얇은 슬래브인 예비 제품으로 주조하는 단계;

c) 예비 제품을 1,100 내지 1,300℃의 온도까지 완전 가열하는 단계;

d) 완전 가열된 예비 제품을 선택적으로 스케일 제거하고 조압연 하는 단계;

e) 예비 제품을 열간 압연된 평강 제품으로 최종 연간 압연하는 단계로서, 이 경우 최종 열간 압연의 처음에 예비 제품의 온도(AT)는 1,050 내지 1,150℃이고, 최종 연간 압연의 마지막에 최종 열간 압연된 평강 제품의 온도(ET)는 800 내지 950℃이며;

f) 최종 열간 압연된 그리고 선택적으로 사전에 대기 시간 동안 유지된 평강 제품을 500 내지 650℃의 권취 온도(HT)까지 냉각시키는 단계;

g) 권취 온도(HT)까지 냉각된 열간 압연된 평강 제품을 권취하는 단계;

h) 코일 내에서 열간 압연된 평강 제품을 실온까지 냉각시키는 단계;

i) 열간 압연되고 냉각된 평강 제품의 스케일을 제거하는 단계;

j) 열간 압연된 평강 제품을 냉간 압연된 평강 제품으로 냉간 압연하는 단계로서, 이 경우 냉간 압연을 통해 달성된 냉간 압연율은 40 내지 85%이고, 최종 냉간 압연된 평강 제품의 두께는 0.6 내지 2.9 ㎜이며;

k) 냉간 압연된 평강 제품을 연속으로 통과시켜서 어닐링하는 단계로서, 이 경우 평강 제품은 처음에는 하나 또는 복수의 단계에서 760 내지 860℃의 어닐링 온도(GT)로 되고, 그 다음에는 상기 어닐링 온도 범위 안에서 어닐링 기간(Gt) 동안 유지되며, 상기 어닐링 기간은, 냉간 압연된 평강 제품의 개별 두께(D)에 따라 다음과 같이 결정되는 하한(Gtu) 및 상한(Gto)을 갖는 어닐링 기간 범위 안에 있으며:

Gtu [s] = 3.56*D² [s/㎟] - 5.1*D [s/㎜] + 9.8 s

Gto [s] = -21.4*D² [s/㎟] + 132.8*D [s/㎜] + 47 s

l) 어닐링된 평강 제품을 하나 또는 복수의 단계에서 400 내지 550℃의 중간 온도(ZT)까지 냉각시키는 단계로서, 이 경우 냉각은 적어도 550 내지 650℃의 온도 범위 안에서 2 내지 100 K/s의 냉각 속도로 이루어지며;

m') 중간 온도(ZT)까지 냉각된 평강 제품을 용융 딥 코팅(melt dip coating)하는 단계;

또는

m") 평강 제품을 0.1 내지 50 K/s의 냉각 속도(RK)로 중간 온도로부터 실온까지 곧바로 냉각시키는 단계를 포함한다.

그에 따라, 작업 단계 a)에서는, 본 발명에 따라 평강 제품용으로 사전에 결정된 합금에 상응하는 조성을 갖는 강철이 용융되고, 예비 제품으로 주조된다. 이와 같은 과정은 종래의 슬래브 주조 방식으로 또는 얇은 슬래브 주조 방식으로 이루어진다.

그 다음에 이어서, 개별 예비 제품이 작업 단계 b)에서 1,100 내지 1,300℃의 온도까지 완전 가열된다. 용융물이 슬래브로 주조된 경우에는, 얻어진 슬래브가 완전 가열을 위해 1,100 내지 1,300℃까지 재가열되는 한편, 얇은 슬래브 주조에 의해서 얻어진 얇은 슬래브는 최적의 방식으로 주조 열로부터 상기 온도 범위 안에서 유지된다. 필요한 경우에는 당연히 재가열도 이루어질 수 있다.

최종 열간 압연된 형성될 평강 제품의 두께와 관련해서 필요하다면, 1,100 내지 1,300℃에서 완전 가열된 예비 제품이 작업 단계 d)에서 선택적으로 통상적인 방식으로 스케일 제거되고 조압연된다. 스케일 제거 과정 및 조압연 과정은 통상적으로 더 큰 두께의 슬래브가 가공되는 경우에 필요하다. 그와 달리, 근래에 통용되는 치수를 갖는 얇은 슬래브가 가공되는 경우에는 일반적으로 상기 작업 단계들, 특히 조압연 과정이 생략될 수 있다.

필요한 경우에 조압연된 예비 제품들은 최대 6 ㎜의 두께를 갖는 열간 압연된 평강 제품으로 최종 열간 압연된다(작업 단계 e)). 최종 열간 압연 릴레이 내부로 유입될 때의 예비 제품의 온도(AT)는 1,050 내지 1,150℃이다. 최종 열간 압연된 평강 제품은 800 내지 950℃의 온도로 최종 열간 압연 릴레이를 떠난다.

최종 열간 압연 후에는, 얻어진 열간 압연된 평강 제품이 작업 단계 f)에서 30 내지 300 K/s, 특히 적어도 70 K/s의 평균 냉각 속도로 500 내지 650℃의 권취 온도까지 냉각된다. 이 경우에 결정적으로 중요한 것은 권취 온도를 유지하는 것이지만, 냉각의 실행은 기존 설비에 매칭될 수 있다. 이로써, 냉각은 바람직하게 물을 이용해서 실행될 수 있으며, 이 경우 수냉 과정은, 스트립이 다만 주변 대기(공기)에 의해서만 냉각되는 대기 시간에 의해서 중단될 수 있다. 이 경우에는, 매우 상이한 조합의 물 냉각 상 및 공기 냉각 상을 생각할 수 있다.

최종 압연의 끝과 냉각의 시작 사이에, 열간 압연된 평강 제품이 공기 중에 체류하는 1 내지 15초의 평균 대기 시간을 유지하는 경우가 추가로 바람직한 것으로서 증명된다. 이와 같은 방식에 의해서는, 핫 스트립 내에서 균일한 재결정 상태에 도달하게 되고, 이와 같은 상태는 결과적으로 냉각시에 미세 구조의 균일한 변환을 야기한다. 이와 같은 사실은 핫 스트립의 기계적인 특성의 균일성에 뿐만 아니라 핫 스트립의 평탄성에도 긍정적인 영향을 미친다.

그 다음에는, 냉각에 의해 달성된 권취 온도(HT)에서, 열간 압연된 개별 평강 제품이 하나의 코일로 권취된다(작업 단계 g)). 500℃ 미만의 권취 온도는 훨씬 더 높은 강도 및 항복 강도를 유도하고, 후속하는 냉간 압연을 불필요하게 어렵게 할 수 있다. 650℃를 초과하는 온도에서는, 결정 입계 산화의 위험이 증가한다. 그렇기 때문에, 최대 650℃의 권취 온도에서 권취가 이루어져야만 한다. 530 내지 600℃의 권취 온도가 본 발명에 따라 형성된 평강 제품의 원하는 특성들과 관련하여 특히 바람직한 것으로 드러났다.

이제, 열간 압연된 평강 제품이 코일 내에서 실온까지 냉각된다(작업 단계 h)).

코일 내에서의 냉각 후에는, 열간 압연된 평강 제품이 스케일 제거 처리 과정을 거치며, 이 과정에서는 산세척에 의해서 또는 다른 적합한 방식으로, 평강 제품상에 달라붙는 스케일이 평강 제품으로부터 제거된다(작업 단계 i)).

표면 성질의 최적화와 관련해서 실제로 적합한 일 실시예에서는, 스케일 제거가 산세척에 의해서 이루어지며, 이 산세척의 경우에는 평강 제품이 30 내지 250초의 산세척 시간(Bt) 동안 산세척용 산으로 채워진 산세척 탱크를 통과한다. 산세척용 산으로서는, 예를 들어 70 내지 98℃의 온도까지 가열된 25%의 황산(H₂SO₄)이 사용될 수 있다. 이 경우, 실제 테스트에서는 85 내지 95℃의 배쓰 온도가 특히 유용한 것으로 입증되었다. 산세척 시간이 지나치게 짧으면, 스케일 발생이 증가된 경우에 스케일 잔류물이 스트립 표면에 남겨질 위험이 있다.

산세척 처리의 장점은 또한, 산세척에 의해서 초래되는 재료 침식에 의해 표면에 가까운 층, 즉 결정 입계 산화에 의해서 생성될 수 있는 층이 제거된다는 데 있다. 하지만, 산세척 시간이 지나치게 긴 경우에는, 지나치게 많은 재료가 제거되어 결과적으로 표면 불규칙성이 나타날 수 있다. 이와 같은 표면 불규칙성은 최종 냉간 압연된 평강 제품에서 스트립 두께의 변동 및 이와 더불어 불균일한 기계적인 특성을 야기할 수 있다. 또한, 최종 평강 제품이 금속성 보호 코팅으로 코팅되어야만 하는 경우에는, 불규칙하게 형성된 표면이 불균일한 층 형성을 야기한다. 이와 같은 사실은 특히 코팅이 핫 딥 코팅에 의해서 도포되어야만 하는 경우에 적용된다.

후속하는 작업 단계 j)에서는, 열간 압연된 평강 제품이 0.6 내지 2.9 ㎜의 두께를 갖는 냉간 압연된 평강 제품으로 냉간 압연된다. 냉간 압연을 통해 달성된 냉간 압연율(KWG)은 40 내지 85%이다(KWG = (dw - D) /dW * 100%, 이때 dw = 냉간 압연 이전의 평강 제품의 두께이고, D = 최종 냉간 압연된 평강 제품의 두께임).

그 다음에는, 냉간 압연된 평강 제품이 작업 단계 k)에서 연속으로 통과하면서 완수되는 어닐링 공정을 통과한다. 이때, 스트립은 하나 또는 복수의 단계에서 760 내지 860℃의 온도로 되고, 상기 어닐링 온도(GT) 범위 안에서 어닐링 기간(Gt) 동안 유지되며, 이 경우에는 Gtu ≤ Gt ≤ Gto가 적용된다. 이때, 초로 명시된 냉각 기간(Gt)의 하한(Gtu) 및 상한(Gto)은 냉간 압연된 평강 제품의 ㎜로 명시된 두께(d)에 따라 다음과 같이 결정된다:

Gtu [s] = 3.56*D² [s/㎟] - 5.1*D [s/㎜] + 9.8 s

Gto [s] = -21.4*D² [s/㎟] + 132.8*D [s/㎜] + 47 s.

최소 어닐링 기간(Gtu) 및 760℃의 최소 어닐링 온도는 미달 되어서는 안 되는데, 그 이유는 그렇지 않으면 지나치게 적은 비율의 오스테나이트가 형성되기 때문이다. 이와 같은 상황은 후속하는 냉각시에 더 적은 비율의 마르텐사이트를 야기할 수 있고, 이로써 항복 강도 및 인장 강도의 저하를 유발할 수 있다. 또한, 특히 스트립의 두께가 더 두꺼운 경우에는 완전한 가열이 이루어지도록 보장되어야만 한다. 만약 그렇지 않으면, 냉간 압연된 평강 제품의 측면 에지에서의 스트립 폭과 관련하여, 평강 제품의 중심에서와는 완전히 다른 미세 구조가 생성될 수 있다. 스트립 두께를 가로지르는 관찰에서도 동일한 내용이 적용된다. 어닐링 기간(Gt)이 지나치게 짧고 어닐링 온도(GT)가 지나치게 낮은 경우에는, 표면 영역에서의 미세 구조가 평강 제품의 두께 중심에서와 다른 미세 구조가 될 것이다. 이와 같은 상황은 결국 매우 산란한 기계적 특성을 야기할 것이다. 그와 달리, 어닐링 기간(Gt) 및 어닐링 온도(GT)와 관련하여 본 발명에 따라 만들어진 규정들을 준수함으로써는, 특히 균일한 특성 분포를 특징으로 하는 평강 제품이 얻어질 것이다. 최대 어닐링 기간(Gto) 또는 860℃ 이상의 어닐링 온도(GT)를 초과하는 경우에는, 평강 제품의 표면에서 원치 않은 산화물이 형성되거나 결정 입자 산화가 발생할 위험이 존재한다. 본 발명에 따른 조치에 의해서 그 생성이 방지될 원치 않는 산화물에는 철 산화물, 망간 산화물, 알루미늄 산화물, 규소 산화물 또는 크롬 산화물이 속한다.

열간 압연된 평강 제품은 냉간 압연 전에, 스케일을 제거하기 위해 그리고 결정 입계 산화에 의해 달라붙은 표면 층들을 제거하기 위해 산세척된다. 이 경우에는, 본 발명에 따른 규정 안에서 결정 입계 산화를 최소화하는 것과 관련하여 권취 온도(HT), 어닐링 온도(GT), 어닐링 기간(Gt) 및 산세척 기간(Bt)이 다음과 같은 부등식에 따라 상호 매칭된다:

(HT*GT*Gt) / Bt² ≤ 50,000.

상기 조건을 유지하고 본 발명에 따른 나머지 규정들을 고려하는 경우에는, 결정 입계 산화가 항상 강철 기판의 표면에 인접하고 깊이가 최대 5 ㎛인 층에 한정되는 것이 최적의 신뢰성으로 보장된다. 그와 동시에, 상기 조건을 유지하는 경우에는, 재차 평강 제품의 강도를 저하시킬 수 있는 지나치게 굵은 미세 구조의 형성이 확실하게 피해진다.

어닐링 후에는, 냉간 압연된 평강 제품이 400 내지 550℃의 중간 온도(ZT)까지 냉각된다(작업 단계 l)). 이 냉각 과정은 하나 또는 복수의 단계에서 실행될 수 있다. 결정적인 것은, 650℃ 내지 550℃의 온도 범위 안에서는 적어도 2 K/s 내지 최대 100 K/s의 냉각 속도가 유지된다는 것이다. 이와 같은 방식에 의해서는, 본 발명에 따라 합금 처리된 평강 제품 내에서 펄라이트가 전반적으로 피해질 수 있다. 미세 구조 내에 있는 펄라이트의 큰 비율은 강도 강하를 초래할 수 있다. 100 K/s의 냉각 속도를 초과하면, 이로 인해 지나치게 높은 비율의 마르텐사이트가 형성될 것이고, 이와 같은 상황은 재차 파단 연신율의 확연한 감소를 야기할 것이다.

400℃ 내지 550℃의 중간 온도(ZT)에서는, 제1 변형예에 따라, 평강 제품의 용융 딥 코팅이 실행될 수 있다. 이를 위해서는 바람직하게, 아연이 75 중량% 이상의 비율로 사용된다. 용융 딥 코팅 후에는 선택적으로 갈바닐링 공정이 실행될 수 있으며, 이 경우에는 최대 450 내지 550℃까지 재가열이 이루어진다. 그 다음에 이어서, 후속적으로 실온까지 냉각이 이루어진다. 이 경우에는, 용융 딥 코팅의 또 다른 조건들뿐만 아니라 선택적으로 실행되는 갈바닐링 처리의 조건들도 선행 기술에서 통상적인 조건들에 상응한다.

용융 딥 코팅에 대한 대안으로서, 평강 제품은 본 발명에 따른 방법의 제2 변형예에 따라 중간 온도(ZT)로부터 코팅 처리 없이 0.1 K/s 내지 50 K/s의 냉각 속도로 하나 또는 복수의 단계에서 연속으로 실온까지 냉각될 수 있다. 선택적으로, 본 변형예에서는, 실온까지의 냉각 후에 연이어서 전해 코팅이 가능하다.

평강 제품에 코팅이 제공되었는지 아니면 평강 제품이 처리되지 않은 상태로 그대로 유지되는지의 여부와 상관없이, 평강 제품은 선택적으로 조질 압연(skin pass rolling) 될 수 있으며, 이 경우 조질 압연은 최대 1.5%의 냉간 압연율로 이루어져야만 한다. 더 높은 조질 압연율이 적용되면, 항복 강도는 증가하겠지만, 이를 위해서는 지나치게 높은 파단 연신율을 감수해야만 할 것이다.

이하에서는, 본 발명이 실시예들을 참조하여 상세하게 설명될 것이다.
도 1은, 결정 입계 산화의 최대 침투 깊이(KGO)를 결정하기 위해 압연 방향에 대해 종방향으로 정렬된 섹션으로서 제작된, 스트립 축으로부터 취해진 평강 제품 샘플의 한 섹션 이미지의 확대 단면을 개략적으로 도시한다.

그에 따라, 이하에서 상세하게 설명되는 방식으로 형성된 평강 제품에서 결정된 결정 입계 산화의 개별 침투 깊이(KGO1, KGO2, ...)는 압연 방향으로 정렬된 100 ㎛의 측정 길이에 걸쳐, 두께 방향(T)으로, 다시 말해 샘플의 종방향 연장부(L)에 대해 횡방향으로 측정된, 개별 측정 지점에서 결정 입계 산화가 더 이상 확인될 수 없었던 강철 기판(ST) 내에 있는 점과 강철 기판(ST)의 표면(O)의 개별적인 간격으로서 검출되었다. 이때, 강철 기판(ST)은 금속성 보호 코팅(B)으로 코팅될 수 있다. 이 경우에도, 개별 침투 깊이(KGO1, KGO2, ...)의 측정은 강철 기판(ST)의 표면(O)으로부터 출발하였다.

그 다음에는, 이와 같이 종방향(L)에 걸쳐 분포된 간격들 안에서 체계적으로 검출된 측정값(KGO1, KGO2, ...)의 양으로부터 최댓값이 결정되었고(도 1에서는 측정값 "KGO2"), 개별적으로 검사된 평강 제품에 결정 입계 산화의 침투 깊이("KGO")로서 할당되었다.

본 발명을 실험하기 위하여, 본 발명에 따른 용융물(A 내지 H)과 추가로 본 발명에 따르지 않은 2개의 비교 용융물(I, J)이 표 1에 명시된 조성으로 용융되었고 슬래브로 주조되었다.

그 다음에 이어서, 예비 제품으로서 이용되는 슬래브가 테스트 1 내지 37에서 조압연 온도(VT)까지 완전 가열되었고, 이 온도로 종래 방식으로 조압연되었다.

그 후에, 슬래브가 열간 압연 시작 온도(AT)로 최종 열간 압연 릴레이 내부로 유입되었으며, 이 최종 열간 압연 릴레이 내에서 슬래브는 마찬가지로 종래 방식으로, 두께(dW)를 갖는 열간 압연된 평강 제품으로 최종 열간 압연되었다.

최종 열간 압연된 평강 제품은 열간 압연 종료 온도(ET)로 열간 압연 릴레이를 떠났고, 그 다음에 30 내지 300 K/s의 냉각 속도로 권취 온도(HT)까지 냉각되었다. 이때, 열간 압연 종료와 냉각 시작 사이에는 각각 평균 대기 시간(Pt)이 놓여 있다.

권취 온도(HT)까지 냉각된 열간 압연된 평강 제품은 하나의 코일로 권취되었고, 코일 내에서 실온까지 냉각되었다.

그 다음에 이어서, 열간 압연된 평강 제품이 산세척 시간(Bt) 안에, 90℃까지 가열되었고 25%의 황산(H₂SO₄)으로 이루어진 산세척 배쓰를 통과했다.

그 다음에, 이와 같이 산세척된 평강 제품들이 각각 냉간 압연율(KWG)로, 두께(D)를 갖는 냉간 압연된 평강 제품으로 냉간 압연되었다.

냉간 압연된 평강 제품은 연속으로 통과하면서 어닐링 처리되었으며, 이 어닐링 처리시에 평강 제품은 어닐링 기간(Gt) 동안 어닐링 온도(GT)로 유지되었다.

어닐링 후에, 평강 제품은 어닐링 온도(GT)로부터 출발해서 냉각 속도(AK)로 중간 온도(ZT)까지 냉각되었으며, 그 다음에는 이 중간 온도로부터 출발해서 냉각 속도(RK)로 실온까지 냉각되었다.

평강 제품은 다양한 표면 처리를 거쳤다. 이로써, 처리되지 않은 샘플들 이외에 몇몇 샘플은 용융 딥 코팅되었고, 다른 샘플들은 용융 딥 코팅되어 갈바닐링 처리되었으며, 또 다른 샘플들은 전해 코팅되었다.

마지막으로, 냉간 압연된 평강 제품이 조질 압연되었고, 이 조질 압연 과정에서 평강 제품은 냉간 압연 정도(D°)로 냉간 압연되었다.

표 2a 및 표 2b에는, 실험 1 내지 37을 위해, 개별적으로 가공된 예비 제품의 강철 합금 그리고 개별 작동 파라미터인 조압연 온도(VT), 열간 압연 시작 온도(AT), 열간 압연 종료 온도(ET), 대기 시간(Pt), 권취 온도(HT), 핫 스트립 두께(dW), 산세척 시간(Bt), 냉간 압연율(KWG), 냉간 압연된 평강 제품의 두께(d), 어닐링 온도(GT), 어닐링 기간(Gt), 냉각 속도(AK), 중간 온도(ZT), 제2 냉각 단계의 개별 냉각 속도(RK), 조질 압연 정도(D°) 그리고 곱 Gt*GT*HT/Bt²가 명시되어 있다. 열 "OF"에서는, 코팅되지 않은 상태로 유지된 샘플은 "U"에 의해서, 다만 용융 딥 코팅만 된 샘플은 "SB"로, 용융 딥 코팅되었고 갈바닐링 처리된 샘플은 "SB, GA" 및 갈바닐링 온도로, 그리고 전해 코팅된 샘플은 "EB"로 명시되어 있다. 이때, 실험 1 내지 32는 개별적으로 가공된 슬래브의 합금과 관련해서뿐만 아니라 작동 파라미터와 관련해서도 본 발명에 따른 방식으로 실시된 반면, 실험 33 내지 37에서는 적어도 가공된 강철의 합금 또는 작동 파라미터들 중 하나가 본 발명을 따르지 않았다.

실험 1 내지 37에서 얻어진 냉간 압연된 평강 제품들에 대해서는, 항복 강도(Rp0.2), 인장 강도(Rm), 파단 연신율(A80), n 값, 결정 입계 산화의 침투 깊이(KGO), 그리고 페라이트 비율(F), 마르텐사이트 비율(M), 나머지 오스테나이트 비율(RA), 미세 구조의 기타 성분들의 총합 "기타", 및 마르텐사이트 비율(M), 나머지 오스테나이트 비율(RA) 및 총합 "기타"로부터 형성된 총합(Σ)이 앞에서 이미 설명된 방식으로 결정되었다. 이들 실험의 결과들이 표 3a 및 표 3b에 요약되어 있다.

이들 결과는, 본 발명에 따라 합금 처리되었고 본 발명에 따라 실시된 실험 1 내지 32에서 형성된 평강 제품들이 각각 330 MPa 초과의 항복 강도(Rp0.2) 및 580 MPa 초과의 인장 강도에서 21% 이상의 높은 파단 연신율(A80)에 도달한다는 사실을 보여준다.

그와 달리, 강철 I의 예에서 명확하게 나타난 바와 같이, 개별 평강 제품의 강철이 지나치게 높은 C, Mn, Cr 및 Si 함량 총합을 가지면, 상기 본 발명에 따르지 않은 강철로부터 제조된 평강 제품은, 심지어 나머지가 본 발명에 따른 방식으로 형성되더라도 20% 이상의 요구되는 파단 연신율에 도달하지 않는다(실험 33 참조).

비교 합금 J는 본 발명의 규정들과 달리 티타늄을 효력을 발휘하는 양만큼 함유하며, 이로 인해 심지어 나머지가 본 발명에 적합하게 제조되는 경우(실험 33)에도 강도 값은 증가하지만, 요구되는 파단 연신율은 달성되지 않는다. 또한, 상기 예를 위해서 결정될 수 있는 n 값도 지나치게 낮다.

본 발명에 따라 합금 처리된 강철 용융물 A로부터 출발하지만 본 발명의 추천에 반하는 지나치게 짧은 산세척 시간으로 인해 본 발명에 따라 처리되지 않은 실험 37은, 충분히 긴 산세척 시간에 의해서는, 결정 입계 산화의 깊이가 본 발명에 따라 전술된 범위로 제한되도록, 스케일 잔류물뿐만 아니라 시작되는 결정 입계 산화도 스트립 표면으로부터 제거된다는 사실을 증명해준다.

마찬가지로 본 발명에 따라 합금 처리된 강철 A로부터 출발하지만 콜드 스트립의 어닐링 기간과 관련해서는 본 발명에 따라 처리되지 않은 비교 실험 36은 또한, 지나치게 긴 어닐링 기간도 결정 입계 산화를 촉진하고, 본 발명에 따라 허용되는 최대 5 ㎛의 상한보다 훨씬 위에 놓여 있는 침투 깊이를 야기한다는 사실을 증명해준다. 또한, 냉각 후의 지나치게 긴 어닐링 기간에 의해서는, 페라이트 이외에 실험 36에서 형성된 평강 제품의 미세 구조의 기타 성분들의 총합, 다시 말해 마르텐사이트, 나머지 오스테나이트 및 기타 상들로부터 형성된 총합이 지나치게 적다.

최종적으로, 비교 실험 35는, 본 발명에 따라 사전에 결정된 냉간 압연된 평강 제품의 최소 어닐링 기간에 미달되는 경우에는, 지나치게 적은 오스테나이트가 형성된다. 그 결과, 지나치게 적은 마르텐사이트 비율 및 이와 더불어 미세 구조 내에 페라이트 이외에 함유된 미세 구조 성분들의 지나치게 적은 총합이 형성되며, 이로 인해 재차 비교 실험 35에서 형성된 평강 제품의 기계적인 특성도 본 발명에 따라 형성된 평강 제품에 비해 떨어진다.

[표 1]

[표 2a]

[표 2b]

[표 3a]

[표 3b]

Claims (15)

1. 320 Mpa 이상의 항복 강도(Rp0.2), 20% 이상의 파단 연신율(A80), 및 (면적%로) 62 내지 82%의 페라이트, 10 내지 30%의 마르텐사이트, 1.5 내지 8%의 나머지 오스테나이트 및 총합이 최대 10%인 기타 미세 구조 성분을 함유라는 미세 구조를 갖는, 냉간 압연된 평강 제품으로서,
   상기 평강 제품은 다음과 같이 조성된 강철 합금, 즉
   (중량%로)
   C: 0.06 내지 0.1%,
   Si: 0.15 내지 0.4%,
   Mn: 1.5 내지 2%,
   Cr: 0.2 내지 0.5%,
   Al: 0.1% 이하,
   이 경우 C, Si, Mn 및 Cr의 함량 총합은 2.3% 이상 내지 2.8%
   이하이고, Si와 Al의 함량 총합은 0.4% 이하이며,
   P: 0.03% 이하,
   S: 0.006% 이하,
   N: 0.008% 이하,
   0.0006% 이하의 B, 0.02% 이하의 V, 및 각각 0.01% 이하의 Nb, Ti
   그리고 각각 0.1% 이하의 Mo, Ni 및 Cu가 속하는 기술적으로 불가피한
   또 다른 불순물,
   나머지 철로 이루어지는, 냉간 압연된 평강 제품.
2. 제1항에 있어서, Al 함량은 0.02 내지 0.05 중량%인 것을 특징으로 하는, 평강 제품.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 개별적으로 관찰된 총 면적에 대하여, 평강 제품의 미세 구조의 마르텐사이트, 나머지 오스테나이트 및 기타 미세 구조 성분들로 구성된 면적 비율의 총합은 적어도 18 면적%인 것을 특징으로 하는, 평강 제품.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 개별적으로 관찰된 총 면적에 대하여, 평강 제품의 미세 구조의 마르텐사이트, 나머지 오스테나이트 및 기타 미세 구조 성분들로 구성된 면적 비율의 총합은 최대 38 면적%인 것을 특징으로 하는, 평강 제품.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따라 형성된 평강 제품을 제조하기 위한 방법으로서,
   a) (중량%로) 0.06 내지 0.1%의 C, 0.15 내지 0.4%의 Si, 1.5 내지 2%의 Mn, 0.2 내지 0.5%의 Cr, 0.1% 이하의 Al이고, 이 경우 C, Si, Mn 및 Cr의 함량 총합은 2.3% 이상 내지 2.8% 이하이고, Si와 Al의 함량 총합은 0.4% 이하이며, 0.03% 이하의 P, 0.006% 이하의 S, 0.008% 이하의 N, 그리고 0.0006% 이하의 B, 0.02% 이하의 V, 및 각각 0.01% 이하의 Nb, Ti 그리고 각각 0.1% 이하의 Mo, Ni 및 Cu가 속하는 기술적으로 불가피한 또 다른 불순물, 및 나머지 철로 이루어진 강철 용융물을 용융하는 단계;
   b) 강철 용융물을 슬래브 또는 얇은 슬래브인 예비 제품으로 주조하는 단계;
   c) 예비 제품을 1,100 내지 1,300℃의 온도까지 완전 가열하는 단계;
   d) 완전 가열된 예비 제품을 선택적으로 스케일 제거하고 조압연 하는 단계;
   e) 예비 제품을 열간 압연된 평강 제품으로 최종 연간 압연하는 단계로서, 이 경우 최종 열간 압연의 처음에 예비 제품의 온도(AT)는 1,050 내지 1,150℃이고, 최종 연간 압연의 마지막에 최종 열간 압연된 평강 제품의 온도(ET)는 800 내지 950℃이며;
   f) 최종 열간 압연된 그리고 선택적으로 사전에 대기 시간 동안 유지된 평강 제품을 500 내지 650℃의 권취 온도(HT)까지 냉각시키는 단계;
   g) 권취 온도(HT)까지 냉각된 열간 압연된 평강 제품을 권취하는 단계;
   h) 코일 내에서 열간 압연된 평강 제품을 실온까지 냉각시키는 단계;
   i) 열간 압연되고 냉각된 평강 제품의 스케일을 제거하는 단계;
   j) 열간 압연된 평강 제품을 냉간 압연된 평강 제품으로 냉간 압연하는 단계로서, 이 경우 냉간 압연을 통해 달성된 냉간 압연율은 40 내지 85%이고, 최종 냉간 압연된 평강 제품의 두께는 0.6 내지 2.9 ㎜이며;
   k) 냉간 압연된 평강 제품을 연속으로 통과시켜서 어닐링하는 단계로서, 이 경우 평강 제품은 처음에는 하나 또는 복수의 단계에서 760 내지 860℃의 어닐링 온도(GT)로 되고, 그 다음에는 상기 어닐링 온도 범위 안에서 어닐링 기간(Gt) 동안 유지되며, 상기 어닐링 기간은, 냉간 압연된 평강 제품의 개별 두께(d)에 따라 다음과 같이 결정되는 하한(Gtu) 및 상한(Gto)을 갖는 어닐링 기간 범위 안에 있으며:
   Gtu [s] = 3.56*D² [s/㎟] - 5.1*D [s/㎜] + 9.8 s
   Gto [s] = -21.4*D² [s/㎟] + 132.8*D [s/㎜] + 47 s
   l) 어닐링된 평강 제품을 하나 또는 복수의 단계에서 400 내지 550℃의 중간 온도(ZT)까지 냉각시키는 단계로서, 이 경우 냉각은 적어도 550 내지 650℃의 온도 범위 안에서 2 내지 100 K/s의 냉각 속도로 이루어지며;
   m') 중간 온도(ZT)까지 냉각된 평강 제품을 용융 딥 코팅하는 단계;
   또는
   m") 평강 제품을 0.1 내지 50 K/s의 냉각 속도(RK)로 중간 온도로부터 실온까지 곧바로 냉각시키는 단계를 포함하는, 평강 제품의 제조 방법.
6. 제5항에 있어서, 최종 열간 압연된 평강 제품을 열간 압연(작업 단계 e))과 냉각(작업 단계 f)) 사이에 공기 중에서 1 내지 15초의 대기 시간 동안 유지시키는 것을 특징으로 하는, 평강 제품의 제조 방법.
7. 제6항에 있어서, 열간 압연된 평강 제품의 냉각을 30 내지 300 K/s의 냉각 속도로 실시하는 것을 특징으로 하는, 평강 제품의 제조 방법.
8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 권취 온도(HT)는 530 내지 600℃인 것을 특징으로 하는, 평강 제품의 제조 방법.
9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 스케일을 제거하기 위해(작업 단계 i)), 열간 압연된 평강 제품을 30 내지 250초의 산세척 기간(Bt) 동안 산세척용 산으로 채워진 산세척 탱크를 통과시킴으로써, 상기 열간 압연된 평강 제품을 산세척하는 것을 특징으로 하는, 평강 제품의 제조 방법.
10. 제9항에 있어서, 권취 온도(HT), 어닐링 온도(GT), 어닐링 기간(Gt) 및 산세척 기간(Bt)을 하기 부등식
    (HT*GT*Gt) / Bt² ≤ 50,000
    에 따라 상호 매칭시키는 것을 특징으로 하는, 평강 제품의 제조 방법.
11. 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 평강 제품에 용융 딥 코팅을 제공하고(작업 단계 m')), 그 다음에 이어서 평강 제품을 갈바닐링 처리하는 것을 특징으로 하는, 평강 제품의 제조 방법.
12. 제11항에 있어서, 용융 딥 코팅된 평강 제품을 갈바닐링 처리를 위해 450 내지 550℃의 온도까지 가열하는 것을 특징으로 하는, 평강 제품의 제조 방법.
13. 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 어닐링된 평강 제품을 400 내지 550℃의 중간 온도(ZT)까지 냉각시킨 후에(작업 단계 l)) 곧바로 실온까지 냉각시키고(작업 단계 m")), 그 다음에 이어서 부식 방지 코팅으로 전해 코팅하는 것을 특징으로 하는, 평강 제품의 제조 방법.
14. 제5항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 평강 제품을 최종적으로 조질 압연하는 것을 특징으로 하는, 평강 제품의 제조 방법.
15. 제14항에 있어서, 조질 압연을 통해 얻어진 냉간 변형 정도는 1.5% 이하인 것을 특징으로 하는, 평강 제품의 제조 방법.

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