KR20170026402A - 성형성 및 연성이 개선된 고강도 강 시트의 제조 방법 및 얻어진 시트 - Google Patents

성형성 및 연성이 개선된 고강도 강 시트의 제조 방법 및 얻어진 시트 Download PDF

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Abstract

성형성 및 연성이 개선된 고강도 강 시트의 제조 방법으로서, 상기 강 시트는, 중량% 로, 이하의 화학적 조성의 강을 포함하고: 0.25% < C ≤ 0.4%, 2.3% ≤ Mn ≤ 3.5%, 2.3% ≤ Si ≤ 3%, Al ≤ 0.040%, 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물들이고; 상기 제조 방법은, 상기 강의 변태점 (Ac3) 보다 높은 어닐링 온도 (AT) 에서 압연된 시트를 균열처리함으로써 상기 강의 압연된 시트를 어닐링하는 단계, 적어도 65% 의 마텐자이트와 적어도 5% 의 잔류 오스테나이트를 포함하고 페라이트와 베이나이트 함량들의 합이 10% 보다 적은 최종 조직을 얻기 위하여, Ms - 65℃ 내지 Ms - 115℃ (Ms 는 Andrews 식에 따른 강의 Ms 변태점임) 의 켄칭 온도 (QT) 까지 상기 시트를 냉각시킴으로써 상기 시트를 켄칭하는 단계, 360℃ 내지 500℃ 의 과시효 온도 (PT) 까지 상기 시트를 가열하고, 그리고 10 s 내지 600 s 의 시간 (Pt) 동안 상기 온도에서 상기 시트를 유지하는 단계, 그리고 실온까지 상기 시트를 냉각하는 단계를 포함한다.

Description

성형성 및 연성이 개선된 고강도 강 시트의 제조 방법 및 얻어진 시트{METHOD FOR MANUFACTURING A HIGH STRENGTH STEEL SHEET HAVING IMPROVED FORMABILITY AND DUCTILITY AND SHEET OBTAINED}
본 발명은 성형성, 연성 및 강도가 우수한 고강도 강 시트들 및 이들의 제조 방법에 관한 것이다.
자동차 부품들, 트레일러들, 트럭들 등과 같은 다양한 장비들을 제조하기 위하여, DP (복합조직) 또는 TRIP (변태유기소성) 강들과 같은 강들로 제조된 고강도 강 시트들이 사용된다.
에너지 소비를 줄이기 위해 매우 권장할 만한 것으로 장비들의 무게를 줄이기 위해서, 항복 강도 또는 인장 강도와 같은 보다 나은 기계적 성질들을 갖는 강들을 사용하는 것이 바람직하다. 하지만, 이러한 강들은 양호한 성형성 및 양호한 연성을 가져야 한다.
이를 위하여, 약 0.2% C, 2.5% Mn, 1.5% Si 를 함유하고, 그리고 마텐자이트와 잔류 오스테나이트로 이루어진 조직을 갖는 강들을 사용하는 것이 제안되었다. 상기 시트들은 어닐링, 단계 켄칭 (interrupted quenching) 및 과시효로 이루어진 열처리에 의해서 연속 어닐링 라인들에서 생산된다. 과시효의 목적은 잔류 오스테나이트의 안정성을 증가시키기 위하여 마텐자이트로부터의 이동에 의해서 잔류 오스테나이트의 탄소 농축 (enrichment) 을 발생시키는데 있다. 이들 강들에서, Mn 함량은 항상 3.5% 보다 작게 유지된다. 이러한 강들에 의해서 흥미로운 성질들을 얻는 것이 가능하지만, 보다 나은 특성들을 얻기 위하여 보다 나은 안정성을 갖는 잔류 오스테나이트를 얻는 것이 명백한 목적이다. 하지만, 양호한 성형성을 갖는데 필요한 연성은 높은 수준으로 유지되어야 하며, 특히 매우 양호한 신장 플랜지성이 매우 유용하다. 보다 구체적으로, 1050 MPa 보다 높은 항복 강도, 적어도 10% 의 균일 연신율 및 적어도 25 의 ISO 표준 16630:2009 에 따라 측정된 구멍 확장비 (HER) 에 대응하는 신장 플랜지성을 갖는 시트를 갖는 것이 바람직하다. 이와 관련하여, 측정 방법들간의 차이들로 인하여, ISO 표준 16630:2009 에 따라 측정된 구멍 확장비 (HER) 는 JFS T 1001 (일본 철강 연맹 표준) 에 따라 측정된 구멍 확장비 (λ) 와 비교할 수 없다는 것에 주목해야 한다.
이를 위하여, 본 발명은 성형성이 개선된 고강도 강 시트의 제조 방법에 관한 것으로서, 상기 강 시트는, 중량% 로, 이하의 화학적 조성의 강을 포함하고:
0.25% < C ≤ 0.4%
2.3% ≤ Mn ≤ 3.5%
2.3% ≤ Si ≤ 3.0%
Al ≤ 0.040%
잔부는 Fe 및 불가피한 불순물들이고;
상기 제조 방법은,
- 열간 압연된 강 시트를 얻기 위하여 상기 강으로 제조된 시트를 열간 압연하는 단계,
- 300 초 내지 10 시간의 시간 동안 400℃ 내지 700℃ 에서 상기 열간 압연된 강 시트를 배치 어닐링하는 단계,
- 냉간 압연된 강 시트를 얻기 위하여 열간 압연되고 배치 어닐링된 상기 강시트를 냉간 압연하는 단계,
- 상기 강의 변태점 (Ac3) + 20℃ 보다 높고 1100℃ 보다 낮은 어닐링 온도 (AT) 에서 상기 냉간 압연된 강 시트를 균열처리함으로써 상기 냉간 압연된 강 시트를 어닐링하는 단계,
- 적어도 65%, 바람직하게는 75% 보다 많은 마텐자이트와 적어도 15% 의 잔류 오스테나이트를 포함하고 페라이트와 베이나이트의 합이 10% 보다 적은 조직을 얻기 위하여, Ms - 65℃ 내지 Ms - 115℃ (Ms 는 Andrews 식에 따른 강의 Ms 변태점임) 의 켄칭 온도 (QT) 까지 상기 시트를 냉각시킴으로써 상기 시트를 켄칭하는 단계,
- 360℃ 내지 500℃ 의 과시효 온도 (PT) 까지 상기 시트를 가열하고, 그리고 10 s 내지 600 s 의 시간 (Pt) 동안 상기 온도에서 상기 시트를 유지하는 단계, 그리고
- 실온까지 상기 시트를 냉각하는 단계를 포함한다.
예를 들면, 상기 시트는 300 s 내지 600 s 의 시간 (Pt) 동안 과시효 온도 (PT) 에서 유지된다.
바람직하게는, 상기 제조 방법은, 열간 압연하는 단계와 배치 어닐링하는 단계 사이에, 상기 열간 압연 강 시트를 코일링하는 단계를 더 포함한다. 상기 열간 압연된 강 시트는 바람직하게는 350℃ 내지 580℃ 의 코일링 온도에서 코일링된다.
상기 배치 어닐링하는 단계는 525℃ 내지 700℃, 바람직하게는 550℃ 내지 700℃, 예를 들면, 550℃ 내지 650℃ 의 온도에서 실시되는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 배치 어닐링하는 단계는 4 시간 내지 10 시간의 시간 동안 실시된다.
바람직하게는, 상기 시트는 적어도 75% 의 마텐자이트를 포함하는 최종 조직을 얻기 위하여 켄칭 온도 (QT) 로 냉각된다.
예를 들면, 상기 시트는 적어도 20% 의 잔류 오스테나이트를 포함하는 최종 조직을 얻기 위하여 켄칭 온도 (QT) 로 냉각된다.
바람직하게는, 상기 강의 화학적 조성은 2.3% ≤ Si ≤ 2.5% 이다.
바람직하게는, 상기 강의 화학적 조성은 0.25% < C ≤ 0.35%, 및 2.4% ≤ Mn ≤ 2.7% 이다.
바람직하게는, 어닐링 온도 (AT) 는 860℃ 보다 높고 950℃ 보다 낮고, 켄칭 온도 (QT) 는 200℃ 내지 260℃ 이고, 그리고 과시효 온도는 370℃ 내지 430℃ 이다.
바람직하게는, 상기 강의 화학적 조성은,
0.25% < C ≤ 0.35%
2.4% ≤ Mn ≤ 2.7%
2.3% ≤ Si ≤ 2.5%
Al ≤ 0.040%
을 포함하고,
그리고, 어닐링 온도 (AT) 는 860℃ 보다 높고 950℃ 보다 낮고, 켄칭 온도 (QT) 는 200℃ 내지 260℃ 이고, 그리고 과시효 온도는 370℃ 내지 430℃ 이다.
선택적으로, 상기 시트는 합금화 유무에 관계없이 예를 들면 용융 도금 코팅 (hot dip coating) 에 의해서 추가로 코팅될 수 있다.
바람직하게는, 상기 시트는 10 s 내지 200 s 의 시간 (Pt) 동안 상기 과시효 온도 (PT) 에서 유지되고, 그리고 실온까지 냉각되기 전에 450℃ 내지 490℃ 의 온도에서 용융 도금 코팅된다.
또한, 본 발명은 고장력 강 시트에 관한 것으로서, 상기 고장력 강 시트는, 중량% 로, 이하의 화학적 조성의 강을 포함하고:
0.25% < C ≤ 0.4%
2.3% ≤ Mn ≤ 3.5%
2.3% ≤ Si ≤ 3%
Al ≤ 0.040%
잔부는 Fe 및 불가피한 불순물들이고;
상기 고장력 강 시트는 65% 보다 큰, 바람직하게는 75% 보다 큰 마텐자이트, 적어도 15%, 바람직하게는 적어도 20% 의 잔류 오스테나이트, 그리고 페라이트와 베이나이트의 합이 10% 보다 적은 조직을 갖는다.
바람직하게는, 상기 강의 화학적 조성은 2.3% ≤ Si ≤ 2.5% 이다.
바람직하게는, 상기 강의 화학적 조성은 0.25% < C ≤ 0.35%, 및 2.4% ≤ Mn ≤ 2.7% 이다.
바람직하게는, 상기 강의 화학적 조성은,
0.25% < C ≤ 0.35%
2.4% ≤ Mn ≤ 2.7%
2.3% ≤ Si ≤ 2.5%
Al ≤ 0.040%
을 포함한다.
항복 강도 (YS) 는 1050 MPa 이상이고, 인장 강도는 1300 MPa 이상이고, 균일 연신율 (UE) 은 10% 이상이고, 총 연신율은 13% 이상이고, 그리고 구멍 확장비 (HER) 는 25% 이상이다. 일반적으로, 인장 강도는 2000 MPa 보다 작다.
선택적으로, 상기 시트의 적어도 하나의 면이 코팅된다.
본 발명은 이제 제한들을 도입하지 않으면서 상세하게 설명되고 실시예들에 의해서 예시될 것이다.
본 발명에 따른 강의 조성은, 중량% 로, 이하와 같다:
- 만족스러운 강도를 얻고, 그리고 잔류 오스테나이트의 안정성을 개선하기 위하여 0.25% < C ≤ 0.4%, 그리고 바람직하게는 0.25% < C ≤ 0.35%. 탄소의 함량이 너무 높으면, 용접성이 감소된다.
- 2.3% ≤ Mn ≤ 3.5%. Mn 함량은 적어도 75% 의 마탄자이트를 포함하는 조직을 얻을 수 있도록 충분한 경화능을 갖고, 그리고 적어도 1100 Mpa 의 인장 강도를 갖기 위하여 2.3% 보다 높고, 바람직하게는 2.4% 보다 높다. 하지만, 망간의 함량은 신장 플랜지성을 열화시키는 편석을 너무 많이 갖지 않도록 하기 위하여 3.5% 보다 낮게, 바람직하게는 2.7% 보다 낮게 유지되어야 한다.
- Si ≥ 2.3%, 또한 Si ≤ 3%, 바람직하게는 Si ≤ 2.5%. 규소는 오스테나이트를 안정화시키고, 고용체 강화를 제공하고, 그리고 과시효 동안 마텐자이트로부터 오스테나이트로의 탄소 재분배 동안 탄화물들의 형성을 지연시키는데 유용하다. 하지만, 규소 함량이 너무 높으면, 코팅성을 열화시키는 규소 산화물들이 시트의 표면에서 형성될 것이다.
잔부는 Fe 및 용융에 기인한 불순물들이다. 이러한 불순물들은 N, S, P, 그리고 Cr, Ni, Mo, Cu, B 및 Al 와 같은 잔류 원소들을 포함한다.
일반적으로, N 함량은 0.01% 보다 작고, S 함량은 0.01% 보다 작고, P 함량은 0.02% 보다 작고, Cr 함량은 0.1% 보다 작고, Ni 함량은 0.1% 보다 작고, Mo 함량은 0.05% 보다 작고, Cu 함량은 0.2% 보다 작고, B 함량은 0.0010% 보다 작고, 그리고 Al 함량은 0.02% 보다 작다. 하지만, Al 은 강을 탈산화하기 위하여 부가될 수도 있다. 이런 경우에, Al 함량은 0.04% 에 이를 수 있다. 게다가, Al 은 어닐링 동안 오스테나이트 결정립 성장을 제한하는데 사용될 수 있는 소량의 AlN 석출물들을 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 강에서는 Ti, V, 및 Nb 와 같은 미세 합금화를 목표로 삼고 있지 않다. 이러한 원소들 함량들은 개별적으로 0.050% 로 제한되고, 바람직하게는, Nb, Ti, V 의 합은 0.1% 로 제한된다.
두께가 2 내지 5 mm 인 열간 압연 시트는 이 강에 대한 공지된 방식으로 생산될 수 있다. 실시예로서, 압연전 재가열 온도는 1200℃ 내지 1280℃, 바람직하게는 약 1250℃ 일 수 있고, 최종 압연 온도는 바람직하게는 850℃ 보다 낮고, 개시 냉각 온도는 800℃ 보다 낮고, 정지 냉각 온도는 570℃ 내지 590℃ 이고, 그리고 350℃ 내지 580℃ 에서 코일링되어야 한다.
제 1 실시형태에 따르면, 코일링은 350℃ 내지 450℃, 바람직하게는 375℃ 내지 450℃ 의 코일링 온도에서 실시된다. 제 2 실시형태에 따르면, 코일링은 450℃ 내지 580℃, 바람직하게는 540℃ 내지 580℃ 의 코일링 온도에서 실시된다.
열간 압연후, 시트는 300 초 내지 10 시간 동안, 바람직하게는 4 시간 내지 10 시간 동안 400℃ 내지 700℃ 의 온도에서 배치 어닐링된다. 강 시트를 탬퍼링함으로써 배치 어닐링은 열간 압연되고 코일링된 강 시트의 냉간 압연성을 개선한다.
열간 압연된 시트는 산세되고, 그리고 두께가 0.5　mm 내지 2 mm 인 냉간 압연된 시트를 얻도록 냉간 압연될 수 있다.
그 다음에, 상기 시트는 연속 어닐링 라인에서 열 처리된다.
열 처리전, 최적의 켄칭 온도 (QTop) 가 결정된다. 이 최적의 켄칭 온도는 최적의 함량의 잔류 오스테나이트를 얻기 위하여 켄칭이 정지되어야 하는 온도이다.
이런 이론적인 최적의 켄칭 온도 (QTop) 를 결정하기 위하여, Andrews 및 Koistinen Marburger 관계들이 사용될 수 있다. 이들 관계들은 다음과 같다:
Ms = 539 - 423 x C - 30.4 x Mn - 12.1 x Cr - 7.5 x Mo - 7.5 x Si
및:
fα' = 1 - exp {-0.011 x (Ms - QT)}
fα' 는 온도 (QT) 에서 켄칭하는 동안 얻어지는 마텐자이트의 비율이다. 과시효하고 켄칭 온도 (QT) 까지 켄칭후 실온까지 냉각시킨 후 잔류 오스테나이트의 비율을 결정하기 위하여, 켄칭후, 상기 시트는 페라이트와 베이나이트가 가능한 한 적게 형성되면서 마텐자이트와 오스테나이트 사이에서 탄소의 충분한 파티셔닝 (partitioning) 을 일으키기에 충분한 시간 동안 QT 보다 높은 온도에서 과시효되는 것이 가정된다. 또한, 과시효후, 상기 시트는 실온까지 냉각되는 것이 가정된다.
이 분야의 당업자는 잔류 오스테나이트의 비율과, 잔류 오스테나이트의 비율이 최대가 되는 켄칭 온도 인 이론적으로 최적의 켄칭 온도 (QTop) 를 계산하는 방법을 알고 있다.
켄칭이 정지되어야 하는 이론적으로 최적의 켄칭 온도 (QTop) 가 반드시 켄칭 온도 (QT) 일 필요는 없다.
열 처리의 목적은 페라이트 또는 베이나이트를 가능한 한 적게 가지면서 적어도 65%, 바람직하게는 적어도 75% 의 마텐자이트와 적어도 15%, 바람직하게는 적어도 20% 의 잔류 오스테나이트로 이루어진 조직을 얻는데 있다. 페라이트와 베이나이트 표면 분율의 합은 10% 보다 작고, 바람직하게는 5% 보다 작다.
마텐자이트, 페라이트 및 베이나이트의 비율들은 이들 구성 성분들의 면적 분율들이다. 잔류 오스테나이트의 비율은 X선 회절에 의해서 측정된다. 이 분야의 당업자는 이들 비율들을 결정하는 방법을 알고 있다.
이런 열 처리를 실행하기 위하여, 상기 시트는 완전한 오스테나이트 조직을 갖도록 하기 위하여 강의 Ac3 변태점 보다 높고, 바람직하게는 Ac3 + 20℃ 와 동일하거나 Ac3 + 20℃ 보다 높지만 오스테나이트 결정립들이 너무 많이 조대화되지 않도록 하기 위하여 1100℃ 보다 낮고, 바람직하게는 950℃ 보다 낮은 어닐링 온도 (AT) 에서 어닐링된다.
어닐링이 종료되면, 상기 강은 냉각이 정지되는 켄칭 온도 (QT) 까지 냉각시킴으로써 켄칭된다. 그 다음에, 상기 시트는 실온까지 냉각되기 전에 과시효 시간 (Pt) 동안 상기 시트가 유지되는 과시효 온도 (PT) 로 가열되거나, 또는 갈바나이징, 갈바닐링 또는 알루미늄 합금들에 의한 코팅과 같은 합금화 유무에 관계없이 용융 도금 코팅된다.
켄칭에 대하여, 냉각 속도는 페라이트 또는 베이나이트의 형성을 회피할 정도로 충분히 높아야 한다. 이와 관련하여, 10℃/s 보다 더 큰 냉각 속도면 충분하다.
켄칭 온도 (QT) 는 얻어진 조직이 마텐자이트 및 잔류 오스테나이트인 것을 보장하도록 강의 Ms 변태점 보다 낮다.
상기 켄칭 온도 (QT) 는 잔류 오스테나이트 함량이 원하는 성질들을 얻기에 충분하다.
본 발명에서, 켄칭 온도 (QT) 는 바람직하게는 QTop + 45℃ 내지 QTop - 5℃ 이다. 본 발명의 강에 대하여, QTop 는 Ms - 110℃ 와 거의 동일하므로, 켄칭 온도 (QT) 는 Ms - 65℃ 내지 Ms - 115℃ 에서 선택될 수 있고, Ms 는 Andrews 식을 사용하여 계산된 Ms 이다.
과시효 온도 (PT) 는 360℃ 내지 500℃, 예를 들면 360℃ 내지 460℃ 이고, 그리고 과시효 시간 (Pt) 은 10 s 내지 600 s, 예를 들면 300 s 내지 600 s 이다.
이런 열 처리에 의해서, 강의 얻어진 조직은 적어도 65%, 또한 75% 보다 훨씬 더 많은 마텐자이트와, 적어도 15% 의 잔류 오스테나이트를 포함하고, 페라이트와 베이나이트의 함량들의 합은 10% 보다 적다. 잔류 오스테나이트의 함량은 20% 보다 훨씬 더 많을 수 있고, 그리고 페라이트와 베이나이트의 합은 5% 보다 훨씬 더 적을 수 있다.
마텐자이트, 페라이트 및 베이나이트 함량들은 면적 분율들이고, 그리고 오스테나이트 함량은 X선 회절에 의해서 측정된다.
선택적으로, 과시효와 분위기 온도 (또는 실온) 까지의 냉각 사이에서, 시트는 용융 도금 코팅, 예를 들면 갈바나이징 또는 갈바닐링될 수 있다. 이를 위하여, 과시효의 종단에서의 시트의 온도는 용융 도금 코팅욕 온도, 예를 들면 아연 코팅의 경우 470℃ (+/- 10℃) 로 조정된다.
특히, 시트가 과시효 단계후, 그리고 시트를 분위기 온도까지 냉각시키기 전에 용융 도금 코팅되는 경우에, 용융 도금, 그리고 궁극적으로 합금화에 대응하는 열 처리가 고려되어야 하고, 이는 결과적으로 과시효 시간 (Pt) 이 단축되는 것을 시사한다. 따라서, 시트가 과시효 단계후, 그리고 시트를 분위기 온도까지 냉각시키기 전에 용융 도금 코팅될 때, 과시효 시간 (Pt) 은 10 s 로 작아 질수도 있고, 그리고 최대 200 s 일수도 있다.
0.25% < C ≤ 0.35%, 2.4% ≤ Mn ≤ 2.7%, 2.3% ≤ Si ≤ 2.5%, 잔부는 Fe 및 불순물들인 바람직한 조성을 갖는 강에 대하여, 어닐링 온도는 바람직하게는 860℃ 보다 높고 950℃ 보다 낮고, 켄칭 온도 (QT) 는 바람직하게는 200℃ 내지 260℃ 이고, 그리고 과시효 온도는 바람직하게는 370℃ 내지 430℃ 이다.
이런 시트는 1050 MPa 보다 큰 항복 강도 (YS), 1300 MPa 보다 큰 인장 강도 (TS), 10% 이상인 균일 연신율 (UE), 및 25% 이상의 ISO 표준 16630:2009 에 따라 측정된 구멍 확장비 (HER) 를 갖는다.
실시예 및 비교로서, 캐스트 H118, 캐스트 H117 및 캐스트 H115 에 대응하는 3개의 강들이 생산되었다. 강들의 조성들, 변태점들 및 이론적으로 최적의 온도들이 표 1 에 기록된다.
Figure pct00001
이 표에서, Ac1 및 Ac3 온도들은 딜라토법에 의해서 측정되고, Ms 는 Andrews 식을 사용하여 계산된 값이고, QTop 은 이론적으로 최적의 켄칭 온도이고, 그리고 γ% 는 QTop 에 대응하는 잔류 오스테나이트의 계산된 분율이다.
두께가 1 mm 인 시트들은 열간 및 냉간 압연에 의해서 얻어졌다.
열간 압연에 대하여, 재가열 온도는 1250℃ 였고, 최종 압연 온도는 850℃ 보다 낮았고, 물 분사 냉각을 위한 개시 냉각 온도는 800℃ 보다 낮았고, 정지 냉각 온도는 570℃ 내지 590℃ 였고, 그리고 560℃ 에서 코일링되었다.
두께가 2.5 mm 인 열간 압연 시트는 10 h 동안 550℃ 의 온도에서 배치 어닐링되었다. 그 다음에, 열간 압연된 시트는 두께가 1　mm 인 냉간 압연된 시트를 얻도록 냉간 압연되었다.
21개의 샘플들이 시트들에서 취해졌고, 그리고 열 처리되었다. 각각의 캐스트에 대하여, 약 180 s 의 시간 동안 약간의 샘플들은 Ac3 위에서, 그리고 다른 샘플들은 Ac3 아래에서 어닐링되었고, 그 다음에 QTop, QTop - 20℃, QTop + 20℃ 및 QTop + 40℃ 와 동일한 켄칭 온도들 (QT) 까지 켄칭되었고, 그리고 100 s 또는 500 s 동안 350℃ 또는 400℃ 에서 과시효되었다.
열 처리들의 조건들 및 얻어진 결과들은 표 2 에 기록된다.
Figure pct00002
이 표에서, γ% 는 X선 회절에 의해서 샘플로 측정된 잔류 오스테나이트 함량들이고, YS 는 항복 강도이고, TS 는 인장 강도이고, UE 는 균일 연신율이고, 그리고 HER 은 ISO 표준에 따른 구멍 확장비이다.
실시예 8 내지 실시예 21 은 캐스트 H115 및 캐스트 H117 에 대하여 원하는 결과들이 얻어지지 않는다는 것을 나타낸다.
실시예 2, 실시예 3 및 실시예 4 는 1050 MPa 보다 큰 항복 강도, 1300 MPa 보다 큰 인장 강도, 적어도 10% 인 균일 연신율이 캐스트 H118 에 대하여 Ac3 보다 높은 어닐링 온도, 최적의 켄칭 온도 (QTop) 와 동일한 MS - 65℃ 내지 Ms - 115℃ 의 켄칭 온도 (QT), 약 400℃ 의 과시효 온도 및 약 500 s 의 과시효 시간으로 얻어질 수 있다는 것을 나타낸다. 실시예 2 는 25% 보다 큰 구멍 확장비가 얻어질 수 있다는 것을 나타낸다.
하지만, 실시예 1 은 켄칭 온도가 너무 낮은 경우에, 적어도 균일 연신율이 충분하지 않다는 것을 나타낸다.
실시예 5, 실시예 6 및 실시예 7 은 과시효 시간이 너무 짧거나, 또는 과시효 온도가 너무 낮은 경우에, 추가의 용융 도금 코팅 단계의 부재시, 또는 어닐링 온도가 Ac3 아래에 있는 경우에, 원하는 결과들이 얻어지지 않는다는 것을 나타낸다.
전술한 시트는 코팅되어 있지 않다. 하지만, 시트는 임의의 수단에 의해서, 즉 용융 도금 코팅에 의해서, 전해 코팅 (electro-coating) 에 의해서, JVD 또는 PVD 와 같은 진공 코팅 등에 의해서 코팅될 수도 있다는 것이 명백하다. 시트가 용융 도금 코팅될 때, 코팅은 합금화 (갈바닐링) 유무에 관계없이 갈바나이징될 수 있다. 이들 경우들에서, 분위기 온도까지 시트를 냉각시키기 전에 이루어지는 용융 도금, 그리고 궁긍적으로 합금화에 대응하는 열 처리가 고려되어야 한다. 이 분야의 당업자는 과시효 온도 및 시간을 최적화하기 위하여, 예를 들면 시험들에 의해서, 이를 행하는 방법을 알고 있다. 이 경우에서, 시트의 적어도 하나의 면은 코팅될 수 있고, 그리고 보다 구체적으로 금속 코팅될 수 있다.

Claims (20)

  1. 성형성 및 연성이 개선된 고강도 강 시트의 제조 방법으로서,
    상기 강 시트는, 중량% 로, 이하의 화학적 조성의 강을 포함하고:
    0.25% < C ≤ 0.4%
    2.3% ≤ Mn ≤ 3.5%
    2.3% ≤ Si ≤ 3%
    Al ≤ 0.040%
    잔부는 Fe 및 불가피한 불순물들이고;
    상기 제조 방법은, 이하의 연속적인 단계들:
    - 열간 압연된 강 시트를 얻기 위하여 상기 강으로 제조된 시트를 열간 압연하는 단계,
    - 300 초 내지 10 시간의 시간 동안 400℃ 내지 700℃ 에서 상기 열간 압연된 강 시트를 배치 어닐링하는 단계,
    - 냉간 압연된 강 시트를 얻기 위하여 열간 압연되고 배치 어닐링된 상기 강시트를 냉간 압연하는 단계,
    - 상기 강의 변태점 (Ac3) + 20℃ 보다 높고 1100℃ 보다 낮은 어닐링 온도 (AT) 에서 상기 냉간 압연된 강 시트를 균열처리함으로써 상기 냉간 압연된 강 시트를 어닐링하는 단계,
    - 적어도 65% 의 마텐자이트와 적어도 15% 의 잔류 오스테나이트를 포함하고 페라이트와 베이나이트의 합이 10% 보다 적은 최종 조직을 얻기 위하여, 상기 강의 Ms - 65℃ 내지 Ms - 115℃ (Ms 는 Andrews 식에 따른 강의 Ms 변태점임) 의 켄칭 온도 (QT) 까지 상기 시트를 냉각시킴으로써 상기 시트를 켄칭하는 단계,
    - 360℃ 내지 500℃ 의 과시효 온도 (PT) 까지 상기 시트를 가열하고, 그리고 10 s 내지 600 s 의 시간 (Pt) 동안 상기 온도에서 상기 시트를 유지하는 단계, 그리고
    - 실온까지 상기 시트를 냉각하는 단계를 포함하는, 고강도 강 시트의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 시트는 300 s 내지 600 s 의 시간 (Pt) 동안 상기 과시효 온도 (PT) 에서 유지되는 것을 특징으로 하는, 고강도 강 시트의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제조 방법은, 상기 열간 압연하는 단계와 상기 배치 어닐링하는 단계 사이에, 상기 열간 압연 강 시트를 코일링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 고강도 강 시트의 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 열간 압연된 강 시트는 350℃ 내지 580℃ 의 코일링 온도에서 코일링되는 것을 특징으로 하는, 고강도 강 시트의 제조 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배치 어닐링하는 단계는 525℃ 내지 700℃, 바람직하게는 550℃ 내지 700℃, 예를 들면, 550℃ 내지 650℃ 의 온도에서 실시되는 것을 특징으로 하는, 고강도 강 시트의 제조 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배치 어닐링하는 단계는 4 시간 내지 10 시간의 시간 동안 실시되는 것을 특징으로 하는, 고강도 강 시트의 제조 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시트는 적어도 75% 의 마텐자이트를 포함하는 최종 조직을 얻기 위하여 상기 켄칭 온도 (QT) 로 냉각되는 것을 특징으로 하는, 고강도 강 시트의 제조 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시트는 적어도 20% 의 잔류 오스테나이트를 포함하는 최종 조직을 얻기 위하여 상기 켄칭 온도 (QT) 로 냉각되는 것을 특징으로 하는, 고강도 강 시트의 제조 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강의 화학적 조성은 2.3% ≤ Si ≤ 2.5% 인 것을 특징으로 하는, 고강도 강 시트의 제조 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강의 화학적 조성은 0.25% < C ≤ 0.35%, 2.4% ≤ Mn ≤ 2.7% 인 것을 특징으로 하는, 고강도 강 시트의 제조 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 어닐링 온도 (AT) 는 860℃ 보다 높고 950℃ 보다 낮고, 상기 켄칭 온도 (QT) 는 200℃ 내지 260℃ 이고, 그리고 상기 과시효 온도는 370℃ 내지 430℃ 인 것을 특징으로 하는, 고강도 강 시트의 제조 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시트는 추가로 코팅되는 것을 특징으로 하는, 고강도 강 시트의 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 시트는 10 s 내지 200 s 의 시간 (Pt) 동안 상기 과시효 온도 (PT) 에서 유지되고, 그리고 실온까지 냉각되기 전에 450℃ 내지 490℃ 의 온도에서 추가로 용융 도금 코팅되는 것을 특징으로 하는, 고강도 강 시트의 제조 방법.
  14. 고장력 강 시트로서, 상기 고장력 강 시트는, 중량% 로, 이하의 화학적 조성의 강을 포함하고:
    0.25% < C ≤ 0.4%
    2.3% ≤ Mn ≤ 3.5%
    2.3% ≤ Si ≤ 3%
    Al ≤ 0.040%
    잔부는 Fe 및 불가피한 불순물들이고;
    상기 고장력 강 시트는 65% 보다 큰 마텐자이트, 15% 보다 큰 잔류 오스테나이트, 그리고 페라이트와 베이나이트의 합이 10% 보다 적은 조직을 갖는, 고장력 강 시트.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 조직은 적어도 75% 의 마텐자이트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 고장력 강 시트.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 조직은 적어도 20% 의 잔류 오스테나이트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 고장력 강 시트.
  17. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강의 화학적 조성은 2.3% ≤ Si ≤ 2.5% 인 것을 특징으로 하는, 고장력 강 시트.
  18. 제 14 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강의 화학적 조성은 0.25% < C ≤ 0.35 %, 2.4% ≤ Mn ≤ 2.7% 인 것을 특징으로 하는, 고장력 강 시트.
  19. 제 14 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    항복 강도 (YS) 는 1050 MPa 이상이고, 인장 강도는 1300 MPa 이상이고, 균일 연신율 (UE) 은 10% 이상이고, 그리고 구멍 확장비 (HER) 는 25% 이상인 것을 특징으로 하는, 고장력 강 시트.
  20. 제 14 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시트의 적어도 하나의 면은 코팅되는 것을 특징으로 하는, 고장력 강 시트.
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