KR20170038922A - 고강도 강판 - Google Patents

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KR20170038922A KR1020177006181A KR20177006181A KR20170038922A KR 20170038922 A KR20170038922 A KR 20170038922A KR 1020177006181 A KR1020177006181 A KR 1020177006181A KR 20177006181 A KR20177006181 A KR 20177006181A KR 20170038922 A KR20170038922 A KR 20170038922A
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가부시키가이샤 고베 세이코쇼
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Abstract

인장 강도가 1100MPa 이상으로 고강도이더라도, 모재의 저온 인성과 연성이 우수하고, 더욱이 내마모성도 우수한 강판을 제공한다. 해당 강판은, 강 중 성분이, 규정된 성분 조성을 만족시키고, 규정된 식(1)로 표시되는 A값이 0.0015 이하임과 더불어, 규정된 식(3)으로 표시되는 E값이 0.95 이상이고, 또한 강판 표면으로부터 깊이 2mm의 위치의 브리넬 경도 HBW(10/3000)가 360 이상 440 이하인 1100MPa 이상의 고강도 강판이다.

Description

고강도 강판{HIGH-STRENGTH STEEL SHEET}
본 발명은 고강도 강판에 관한 것이다. 특히, 저온 인성과 연성이 우수한 인장 강도 1100MPa 이상의 고강도 강판에 관한 것이다. 본 발명의 고강도 강판은, 건설 기계, 산업 기계 등의 용도로 이용되는 후강판으로서 적합하게 이용된다.
건설 기계나 산업 기계 등에 이용되는 후강판은, 근년의 경량화의 요구 증가에 수반하여, 보다 고강도의 성능이 요구된다. 또한, 상기 용도로 이용되는 후강판에는, 한냉지에서의 사용을 고려해서 높은 모재 인성, 특히 모재의 저온 인성도 요구되지만, 일반적으로, 강도와 인성은 상반되는 경향이 있어, 고강도가 됨에 따라 인성은 저하된다. 강도나 모재 인성 등을 높인 기술로서는, 예를 들면 하기의 특허문헌 1∼4를 들 수 있다.
특허문헌 1에는, 인장 강도 1100MPa급 이상의 고강도를 유지하면서, 저온 인성이 우수한 강판의 기술이 나타나 있다. 이 특허문헌 1에서는, Al, N의 함유량을 관리하여 개재물을 저감시키는 것에 의해, 고강도·고인성화를 도모하고 있다.
특허문헌 2에도, 인장 강도 1100MPa급의 고강도를 유지하면서, 저온 인성이 우수한 강판의 기술이 나타나 있다. 이 특허문헌 2에서는, C를 0.20% 이상 첨가하고, 또한 압연 가열 온도를 제어해서 γ립을 미세하게 하는 것에 의해, 고강도·고인성화를 도모하고 있다.
특허문헌 3에는, 인장 강도 1100MPa급의 고강도를 유지하면서, 용접성이 우수한 강판의 기술이 기재되어 있다. 이 특허문헌 3에서는, 희토류 원소를 첨가하는 것에 의해 상기 용접성을 확보하고 있다.
또한 특허문헌 4에는, 인장 강도 1100MPa급의 고강도를 유지하면서, 저온 인성이 우수한 강판의 기술이 나타나 있다. 이 특허문헌 4에서는, 탄소 등량 Ceq와 담금질성을 관리하는 것에 의해, 소기의 목적을 달성하고 있다.
일본 특허공개 소63-169359호 공보 일본 특허공개 평9-118950호 공보 일본 특허공개 소56-14127호 공보 일본 특허공개 2005-179783호 공보
후강판에는, 건설 기계 등의 제작 시의 굽힘 가공 등을 고려해서 높은 연성도, 고강도나 높은 저온 인성과 함께 요구된다. 상기 특허문헌 1∼4에는, 강판의 강도와 저온 인성, 용접성 등을 높일 수 있었다는 것은 기재되어 있지만, 연성에 대해서는 고려되어 있지 않고, 연성의 향상 수단도 개시되어 있지 않다.
더욱이, 건설 기계나 산업 기계 등에 이용되는 후강판에는, 내마모성이 우수할 것도 요구된다. 일반적으로, 후강판의 내마모성과 경도는 상관이 있어, 마모가 염려되는 후강판에서는 경도를 높일 필요가 있다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 인장 강도가 1100MPa 이상으로 고강도이더라도, 저온 인성 및 연성이 우수하고, 더욱이 내마모성도 우수한 강판을 제공하는 것에 있다. 이하에서는, 상기 「저온 인성」을 간단히 「인성」이라고 하는 경우가 있다.
상기 과제를 해결할 수 있었던 본 발명의 고강도 강판은, 강 중 성분이, 질량%로,
C: 0.13∼0.17%,
Si: 0.1∼0.5%,
Mn: 1.0∼1.5%,
P: 0% 초과 0.02% 이하,
S: 0% 초과 0.0020% 이하,
Cr: 0.50∼1.0%,
Mo: 0.20∼0.6%,
Al: 0.030∼0.085%,
B: 0.0003∼0.0030%,
Nb: 0% 이상 0.030% 이하, 및
N: 0% 초과 0.0060% 이하를 만족시키고,
잔부: 철 및 불가피 불순물이며, 또한
하기 식(1)로 표시되는 A값이 0.0015 이하임과 더불어,
하기 식(3)으로 표시되는 E값이 0.95 이상이고, 또한
강판 표면으로부터 깊이 2mm의 위치의 브리넬 경도 HBW(10/3000)가 360 이상 440 이하인 점에 특징을 갖는 인장 강도가 1100MPa 이상인 고강도 강판이다.
A값=10D×[S]…(1)
식(1)에 있어서, [S]는 질량%로의 강 중 S 함유량을 나타내고, D는 하기 식(2)로 표시되는 값이다.
D=0.1×[C]+0.07×[Si]-0.03×[Mn]+0.04×[P]-0.06×[S]+0.04×[Al]-0.01×[Ni]+0.10×[Cr]+0.003×[Mo]-0.020×[V]-0.010×[Nb]+0.15×[B]…(2)
식(2)에 있어서, [ ]는 질량%로의 강 중 각 원소 함유량을 나타낸다. 또한, 강 중에 포함되지 않는 원소의 함유량은 0질량%로 해서 계산한다.
E값=1.16×([C]/10)0.5×(0.7×[Si]+1)×(3.33×[Mn]+1)×(0.35×[Cu]+1)×(0.36×[Ni]+1)×(2.16×[Cr]+1)×(3×[Mo]+1)×(1.75×[V]+1)×(200×[B]+1)/(0.1×t)…(3)
식(3)에 있어서, [ ]는 질량%로의 강 중 각 원소 함유량을 나타내고, t는 mm로 표시되는 판 두께를 나타낸다. 또한, 강 중에 포함되지 않는 원소의 함유량은 0질량%로 해서 계산한다.
상기 고강도 강판의 강 중 성분은, 다른 원소로서, 질량%로, Cu: 0% 초과 1.5% 이하, V: 0% 초과 0.20% 이하, 및 Ni: 0% 초과 1.0% 이하로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 추가로 포함하고 있어도 된다.
본 발명의 고강도 강판은 상기와 같이 구성되어 있기 때문에, 인장 강도가 1100MPa 이상인 고강도 강판이더라도, 저온 인성 및 연성이 우수하고, 더욱이 내마모성도 우수하다.
본 발명자들은, 건설 기계 등의 제작 시에 필요한 양호한 굽힘 가공성을 확보하기 위해서는, 연성의 하나의 지표가 되는 인장 시험 시의 드로잉(Reduction of Area, RA)을 60% 이상으로 하면 된다는 것을 우선 발견하여, 이 RA≥60%를, 고강도 및 우수한 저온 인성과 함께 달성할 수 있는 강판을 얻기 위해 예의 연구를 거듭했다. 그 결과, 강 중 성분의 각 함유량을 적절히 제어함과 더불어, 후술하는 A값과 E값이 모두 규정 범위를 만족시키도록 하면, 강 중 성분의 각 함유량만을 규정하는 경우보다도 저온 인성과 연성을 더 높일 수 있다는 것, 바꾸어 말하면, 원하는 특성을 얻기 위해서는, 강 중 각 성분과 함께, 하기의 A값과 E값도 아울러 적절히 제어할 필요가 있다는 것을 발견하여, 본 발명에 도달했다. 이하, 본 발명에 대해서, 본 발명의 강 중 성분부터 설명한다.
C: 0.13∼0.17%
C는 모재(강판)의 강도 및 경도를 확보하기 위해서 필요 불가결한 원소이다. 이와 같은 작용을 유효하게 발휘시키기 위해, C량의 하한을 0.13% 이상으로 한다. C량은 바람직하게는 0.135% 이상이다. 단, C량이 과잉이 되면 모재의 브리넬 경도 HBW가 440을 초과하기 때문에, C량의 상한을 0.17% 이하로 한다. C량의 바람직한 상한은 0.165% 이하, 보다 바람직하게는 0.160% 이하이다.
Si: 0.1∼0.5%
Si는 탈산 작용을 가짐과 더불어, 모재의 강도 향상에 유효한 원소이다. 이와 같은 작용을 유효하게 발휘시키기 위해, Si량의 하한을 0.1% 이상으로 한다. Si량의 바람직한 하한은 0.20% 이상이고, 보다 바람직하게는 0.25% 이상이다. 그러나, Si량이 과잉이 되면 용접성이 열화되기 때문에, Si량의 상한을 0.5% 이하로 한다. Si량의 바람직한 상한은 0.40% 이하이다.
Mn: 1.0∼1.5%
Mn은 모재의 강도 향상에 유효한 원소이며, 이와 같은 작용을 유효하게 발휘시키기 위해, Mn량의 하한을 1.0% 이상으로 한다. Mn량의 바람직한 하한은 1.10% 이상이다. 그러나, Mn량이 과잉이 되면 용접성이 열화되기 때문에, Mn량의 상한을 1.5% 이하로 한다. Mn량의 바람직한 상한은 1.4% 이하이고, 보다 바람직한 상한은 1.3% 이하이다.
P: 0% 초과 0.02% 이하
P는 강재 중에 불가피적으로 포함되는 원소이며, P량이 과잉이 되면 인성이 열화되기 때문에, P량의 상한을 0.02%로 한다. P량은 가능한 한 적은 편이 좋고, P량의 바람직한 상한은 0.015% 이하이며, 보다 바람직하게는 0.010% 이하이다. 한편, P를 제로로 하는 것은 곤란하기 때문에 하한은 0% 초과이다.
S: 0% 초과 0.0020% 이하
S는 강재 중에 불가피적으로 포함되는 원소이며, S량이 지나치게 많으면 MnS를 다량으로 생성하여, 인성이 열화되기 때문에, S량의 상한을 0.0020% 이하로 한다. S량은 가능한 한 적은 편이 좋고, S량의 바람직한 상한은 0.0015% 이하이다. 한편, S를 제로로 하는 것은 곤란하기 때문에 하한은 0% 초과이다.
Cr: 0.50∼1.0%
Cr은 모재의 강도 향상에 유효한 원소이며, 이와 같은 작용을 유효하게 발휘시키기 위해, Cr량의 하한을 0.50% 이상으로 한다. Cr량의 바람직한 하한은 0.55% 이상이고, 보다 바람직한 하한은 0.60% 이상이다. 한편, Cr량이 지나치게 많으면 용접성이 열화되기 때문에, Cr량의 상한을 1.0% 이하로 한다. Cr량의 바람직한 상한은 0.90% 이하이고, 보다 바람직한 상한은 0.85% 이하이다.
Mo: 0.20∼0.6%
Mo는 모재의 강도 및 경도의 향상에 유효한 원소이다. 이와 같은 작용을 유효하게 발휘시키기 위해, Mo량의 하한을 0.20% 이상으로 한다. Mo량의 바람직한 하한은 0.25% 이상이다. 그러나, Mo량이 지나치게 많으면 용접성이 열화되기 때문에, Mo량의 상한을 0.6% 이하로 한다. Mo량의 바람직한 상한은 0.55% 이하이고, 보다 바람직한 상한은 0.50% 이하이다.
Al: 0.030∼0.085%
Al은 탈산에 이용되는 원소이며, 이와 같은 작용을 유효하게 발휘시키기 위해, Al량의 하한을 0.030% 이상으로 한다. 그러나, Al량이 지나치게 많으면, 조대한 Al계 개재물을 형성하여, 인성을 열화시키기 때문에, Al량의 상한을 0.085% 이하로 한다. Al량의 바람직한 상한은 0.080% 이하이다.
B: 0.0003∼0.0030%
B는 담금질성을 높여, 모재 및 용접부(HAZ부)의 강도 향상에 유효한 원소이다. 이와 같은 작용을 유효하게 발휘시키기 위해, B량의 하한을 0.0003% 이상으로 한다. B량의 바람직한 하한은 0.0005% 이상이다. 그러나, B량이 과잉이 되면 탄붕화물이 석출되어 인성을 열화시키기 때문에, B량의 상한을 0.0030% 이하로 한다. B량의 바람직한 상한은 0.0020% 이하이고, 보다 바람직한 상한은 0.0015% 이하이다.
Nb: 0% 이상 0.030% 이하
Nb는 슬래브 가열 시에 고용되고, 압연 냉각 후 재가열했을 때에, 미세한 나이오븀 탄화물로서 석출되는 것에 의해 오스테나이트립을 미세화시켜, 인성을 높이는 데 유효한 원소이다. 해당 효과를 충분히 발휘시키기 위해서는, Nb를 0.005% 이상 함유시키는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.010% 이상이다. 그러나, Nb량이 지나치게 많으면, 석출물이 조대화되어, 오히려 인성을 열화시키기 때문에, Nb량의 상한을 0.030% 이하로 한다. Nb량의 바람직한 상한은 0.025% 이하이다.
N: 0% 초과 0.0060% 이하
N은 강재 중에 불가피적으로 포함되는 원소이며, N량이 지나치게 많으면 고용 N의 존재에 의해 인성이 열화되기 때문에, N량의 상한을 0.0060% 이하로 한다. N량은 가능한 한 적은 편이 좋고, N량의 바람직한 상한은 0.0055% 이하, 보다 바람직한 상한은 0.0050% 이하이다. 한편, N을 제로로 하는 것은 곤란하기 때문에 하한은 0% 초과이다.
본 발명의 고강도 강판은, 상기 강 중 성분을 만족하고, 잔부: 철 및 불가피 불순물이다. 모재의 강도와 인성을 보다 높이기 위해, 하기 양의 Cu, V, 및 Ni로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 추가로 포함하고 있어도 된다. 이들 원소는, 단독으로 이용해도 되고 2종 이상을 병용해도 된다.
Cu: 0% 초과 1.5% 이하
Cu는 모재의 강도와 인성의 향상에 유효한 원소이다. 이와 같은 작용을 유효하게 발휘시키기 위해서는, Cu량의 하한을 0.05% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.10% 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 그러나, Cu량이 과잉이 되면 용접성이 열화되기 때문에, Cu량의 상한은 1.5% 이하로 하는 것이 바람직하다. Cu량의 상한은 보다 바람직하게는 1.4% 이하이고, 더 바람직하게는 1.0% 이하이다.
V: 0% 초과 0.20% 이하
V는 모재의 강도와 인성의 향상에 유효한 원소이다. 이와 같은 작용을 유효하게 발휘시키기 위해, V량의 하한을 0.01% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.02% 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 그러나, V량이 과잉이 되면 용접성이 열화되기 때문에, V량의 상한을 0.20% 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.18% 이하, 더 바람직하게는 0.15% 이하이다.
Ni: 0% 초과 1.0% 이하
Ni는 모재의 강도와 인성의 향상에 유효한 원소이다. 이와 같은 작용을 유효하게 발휘시키기 위해, Ni량의 하한은 0.05% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.10% 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 그러나, Ni량이 과잉이 되면 용접성이 열화되기 때문에, Ni량의 상한을 1.0% 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.8% 이하이다.
한편, 본 발명의 고강도 강판은 Ti를 포함하지 않는다. Ti를 첨가하면, 1100MPa 이상의 고강도역에 있어서의 인성 및 연성이 저하되기 때문이다.
[하기 식(1)로 표시되는 A값이 0.0015 이하]
A값=10D×[S]…(1)
식(1)에 있어서, [S]는 질량%로의 강 중 S 함유량을 나타내고, D는 하기 식(2)로 표시되는 값이다.
D=0.1×[C]+0.07×[Si]-0.03×[Mn]+0.04×[P]-0.06×[S]+0.04×[Al]-0.01×[Ni]+0.10×[Cr]+0.003×[Mo]-0.020×[V]-0.010×[Nb]+0.15×[B]…(2)
식(2)에 있어서, [ ]는 질량%로의 강 중 각 원소 함유량을 나타낸다. 또한, 강 중에 포함되지 않는 원소의 함유량은 0질량%로 해서 계산한다.
상기 식(1)을 설정한 경위는 다음과 같다. 우선, 강판의 인성이나 연성을 높이기 위한 수단에 대해서 예의 연구를 행한 바, 특히 MnS의 생성을 억제하는 것이 유효하다는 것에 도달했다. 그리고, MnS 생성을 억제하는 관점에서, 강 중 S량의 억제와 함께, S 이외의 원소에 대해서도 MnS 생성 용이성 관점에서 검토를 행하여, 본 발명자들은, 각 원소가 MnS 생성에 영향을 미치는 정도를 계수로 나타내고, 상기 식(1)과 같이 정식화했다.
이와 같이 해서 얻어진 상기 식(1)로 표시되는 A값과; 인성 및 연성; 사이에는 상관이 있다는 것도 발견하고, 그리고 본 발명자들은 추가로, 후술하는 실시예에서 평가하는 바와 같이, 원하는 저온 인성이나 연성을 달성하기 위한 A값의 범위에 대해서 검토했다. 그 결과, 해당 A값을 0.0015 이하로 하면 된다는 것을 발견했다. 상기 A값은 바람직하게는 0.00140 이하이고, 보다 바람직하게는 0.00130 이하, 더 바람직하게는 0.00120 이하이다. A값의 하한값은 특별히 한정되지 않지만, 본 발명에서 규정된 성분 조성을 고려하면, 대략 0.00050 정도가 된다. 한편, 이하에서는, 상기 식(1)에 있어서의 10D를 「F값」이라고 표현하는 경우가 있다.
[하기 식(3)으로 표시되는 E값이 0.95 이상]
E값=1.16×([C]/10)0.5×(0.7×[Si]+1)×(3.33×[Mn]+1)×(0.35×[Cu]+1)×(0.36×[Ni]+1)×(2.16×[Cr]+1)×(3×[Mo]+1)×(1.75×[V]+1)×(200×[B]+1)/(0.1×t)…(3)
식(3)에 있어서, [ ]는 질량%로의 강 중 각 원소 함유량을 나타내고, t는 mm로 표시되는 판 두께를 나타낸다. 또한, 강 중에 포함되지 않는 원소의 함유량은 0질량%로 해서 계산한다.
식(3)은, 담금질성을 나타내는 DI를, 판 두께를 고려해서 규정한 식이며, 판 두께에 따라서 DI를 제어하기 위해 규정한 식이다. 본 발명자들은, 상기 식(3)으로 표시되는 E값과; 특히 강도 및 저온 인성; 사이에 상관이 있다는 것을 발견하고, 후술하는 실시예에서 평가하는 바와 같이, 원하는 강도나 저온 인성을 달성하기 위한 E값의 범위에 대해서 검토했다. 그 결과, 상기 E값을 0.95 이상으로 하면 원하는 강도나 저온 인성을 달성할 수 있다는 것을 발견했다. 상기 E값은 바람직하게는 1.00 이상, 보다 바람직하게는 1.05 이상이다. 한편, E값의 상한값은 특별히 한정되지 않지만, 본 발명에서 규정된 성분 조성을 고려하면, 대략 4.0 정도가 된다.
본 발명의 고강도 강판은, 더욱이 내마모성이 우수한 것인데, 그것을 위해서는, 강판 표면으로부터 깊이 2mm의 위치의 브리넬 경도 HBW(10/3000)가 360 이상을 만족시킬 필요가 있다. 상기 「강판 표면으로부터 깊이 2mm의 위치」란, 강판 표면으로부터 판 두께 방향으로 깊이 2mm의 위치를 말한다. 상기 브리넬 경도는 바람직하게는 365 이상, 보다 바람직하게는 370 이상이다. 한편, 상기 브리넬 경도가 지나치게 높으면, 연성 및 저온 인성의 저하를 야기하기 때문에, 상한을 440 이하로 했다. 상기 브리넬 경도는 바람직하게는 435 이하, 보다 바람직하게는 430 이하이다. 한편, 상기 (10/3000)이란, 브리넬 경도의 측정 조건으로서, 직경 10mm의 초고합금 구로 3000kgf의 압력을 가한 것을 나타낸다.
이상, 본 발명을 특징짓는 강 중 성분, A값, E값, 및 브리넬 경도에 대해서 설명했다. 한편, 본 명세서에 있어서 후강판이란, 판 두께가 6mm 이상인 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서 「저온 인성」, 「연성」은 각각, 모재의 저온 인성, 모재의 연성을 나타낸다. 본 명세서에 있어서 「저온 인성이 우수한」이란, 후기하는 실시예에 기재된 바와 같이 vE-40≥50J을 만족하는 것을 의미한다. 또한 굽힘 가공을 양호하게 행하기 위해서는, 상술한 바와 같이, 연성의 하나의 지표가 되는 인장 시험 시의 드로잉을 60% 이상으로 하면 된다는 것을 본 발명자들은 발견했다. 즉 본 명세서에 있어서 「연성이 우수한」이란 RA≥60%를 만족하는 것을 의미한다. 또한 「내마모성이 우수한」이란, 강판 표면으로부터 깊이 2mm의 위치의 브리넬 경도 HBW(10/3000)가 360 이상 440 이하인 것을 의미한다.
본 발명의 강판을 얻기 위한 제조 방법은 특별히 한정되지 않고, 본 발명의 성분 조성을 만족하는 용강을 이용하여, 열간 압연, 담금질을 행하는 것에 의해 제조할 수 있다. 상기 열간 압연은, 통상의 조건(1000℃ 이상의 가열 온도, 압연 온도, 압하율)에 따라서 행하면 된다. 상기 담금질은, 충분한 담금질성을 확보하기 위해서, 강판을 880℃ 이상으로 가열해서 행하는 것이 바람직하다.
본원은 2014년 9월 11일에 출원된 일본 특허출원 제2014-185084호에 기초하는 우선권의 이익을 주장하는 것이다. 2014년 9월 11일에 출원된 일본 특허출원 제2014-185084호의 명세서의 전체 내용이 본원의 참고를 위해 원용된다.
실시예
이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 하기 실시예에 의해 제한되지 않고, 전·후기의 취지에 적합할 수 있는 범위에서 변경을 가해서 실시하는 것도 가능하며, 그들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
표 1의 성분 조성의 강재를 이용하여, 열간 압연, 담금질을 행해서, 표 2에 나타내는 판 두께의 후강판을 제조했다. 상기 표 1의 「-」은 원소를 첨가하고 있지 않는 것을 의미한다. 표 2에 있어서의 F값은 규정된 식(1)에 있어서의 10D의 값이다.
상기 열간 압연은, 하기와 같이 1000∼1200℃로 가열해서 하기 조건에서 행하여, 표 2에 나타내는 두께의 열간 압연판을 얻었다.
(열간 압연의 조건)
가열 온도: 1000∼1200℃
마무리 온도: 800∼1100℃
냉각 방법: 공냉
다음으로, Ac3점 이상으로 가열한 후, 담금질(Q)해서 후강판(Q 강판)을 제조했다.
이와 같이 해서 얻어진 각 강판에 대해서, 이하의 특성을 평가했다.
(1) 인장 강도와 연성
상기와 같이 해서 얻어진 각 강판으로부터, JIS Z 2201에 규정된 4호 시험편을 채취하고, JIS Z 2201에 규정된 방법으로 인장 시험을 행하여, 인장 강도 및 파단 시의 드로잉을 측정했다. 표 2에 있어서 인장 강도를 「TS」, 드로잉을 「RA」라고 나타낸다. 본 실시예에서는, TS가 1100MPa 이상인 것을 고강도가 우수하다(합격)고 하고, RA가 60% 이상인 것을 모재의 연성이 우수하다(합격)고 평가했다.
(2) 저온 인성
상기와 같이 해서 얻어진 각 강판의 판 두께 t/4 위치로부터, JIS Z 2242에 규정된 2mm V 노치 시험편을 L 방향으로 3본 채취했다. 그리고, 해당 시험편을 이용해서 JIS Z 2242에 규정된 방법으로 샤르피 충격 시험을 행하여, -40℃에서의 흡수 에너지를 측정했다. 표 2에 있어서 -40℃에서의 흡수 에너지를 「vE-40」이라고 나타낸다. 그리고 본 실시예에서는, 상기 3본의 vE-40의 평균값이 50J 이상인 것을 모재의 저온 인성이 우수하다(합격)고 평가했다.
(3) 브리넬 경도
상기와 같이 해서 얻어진 각 강판의, 표면으로부터 판 두께 방향으로 깊이 2mm의 위치의 브리넬 경도를 측정했다. 상세하게는, 강판 표면을 깎아, 강판 표면으로부터 깊이 2mm이고 강판 표면에 평행한 면을 측정면으로 했다. 그리고, JIS Z 2243에 준거하여, 직경 10mm의 초고합금 구로 3000kgf의 압력을 가해서 측정했다. 측정은 3회 행하여, 그의 평균값을 산출했다. 본 실시예에서는, 이와 같이 해서 얻어진 브리넬 경도(평균값)가 360 이상 440 이하인 것을 내마모성이 우수하다(합격)고 평가했다.
이들의 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure pct00001
Figure pct00002
표 1 및 표 2의 실험 No. 1∼10은 본 발명에서 규정된 성분 조성, A값 및 E값을 만족시키고 있기 때문에, TS≥1100MPa의 고강도임에도 불구하고, 저온 인성 및 연성의 양쪽이 우수했다. 더욱이 브리넬 경도도 적절히 제어되고 있기 때문에, 내마모성도 우수했다.
이에 비해, 하기 예는 이하의 문제를 안고 있다.
실험 No. 11은 Cr량이 부족하고 E값도 낮기 때문에, 강도가 부족하고, 또한 저온 인성이 저하되었다.
실험 No. 12는 C량이 과잉이고, 또한 Cr량이 부족하고 E값도 낮기 때문에, 브리넬 경도가 상한을 상회하고, 연성과 저온 인성이 저하되었다. 한편, 이 실험 No. 12는 E값이 낮지만, C량이 과잉이기 때문에, 인장 강도는 1100MPa 이상이 되었다고 생각된다.
실험 No. 13∼15는 Cr량이 부족하고 또한 E값이 낮기 때문에, 강도 부족임과 더불어 저온 인성도 저하되었다. 한편, 실험 No. 15는 B량이 과잉이기 때문에, 저온 인성이 상당히 뒤떨어지는 결과가 되었다.
실험 No. 16 및 24는 S량이 과잉이고 또한 A값도 상한을 초과하고 있기 때문에, 연성과 저온 인성이 저하되었다.
실험 No. 17은 S량 및 Nb량이 과잉이고, A값도 상한을 초과하고 있기 때문에, 연성과 저온 인성이 저하되었다.
실험 No. 18∼20은 강 중 각 원소 함유량과 E값은 규정 범위 내에 있지만, A값이 상한을 초과하고 있기 때문에, 연성과 저온 인성이 저하되었다.
실험 No. 21은 Nb량 및 N량이 과잉이고, A값이 상한을 초과하고 있기 때문에, 연성과 저온 인성이 저하되었다.
실험 No. 22와 23은 강 중 각 원소 함유량과 E값은 규정 범위 내에 있지만, A값이 상한을 초과하고 있기 때문에, 연성과 저온 인성이 저하되었다.
실험 No. 25는 강 중 각 원소 함유량과 A값은 규정 범위 내에 있지만, E값이 하한값을 하회하고 있기 때문에, 강도와 저온 인성이 뒤떨어지는 결과가 되었다.

Claims (2)

  1. 강 중 성분이, 질량%로,
    C: 0.13∼0.17%,
    Si: 0.1∼0.5%,
    Mn: 1.0∼1.5%,
    P: 0% 초과 0.02% 이하,
    S: 0% 초과 0.0020% 이하,
    Cr: 0.50∼1.0%,
    Mo: 0.20∼0.6%,
    Al: 0.030∼0.085%,
    B: 0.0003∼0.0030%,
    Nb: 0% 이상 0.030% 이하, 및
    N: 0% 초과 0.0060% 이하를 만족시키고,
    잔부: 철 및 불가피 불순물이며, 또한
    하기 식(1)로 표시되는 A값이 0.0015 이하임과 더불어,
    하기 식(3)으로 표시되는 E값이 0.95 이상이고, 또한
    강판 표면으로부터 깊이 2mm의 위치의 브리넬 경도 HBW(10/3000)가 360 이상 440 이하인 것을 특징으로 하는 인장 강도가 1100MPa 이상인 고강도 강판.
    A값=10D×[S]…(1)
    식(1)에 있어서, [S]는 질량%로의 강 중 S 함유량을 나타내고, D는 하기 식(2)로 표시되는 값이다.
    D=0.1×[C]+0.07×[Si]-0.03×[Mn]+0.04×[P]-0.06×[S]+0.04×[Al]-0.01×[Ni]+0.10×[Cr]+0.003×[Mo]-0.020×[V]-0.010×[Nb]+0.15×[B]…(2)
    식(2)에 있어서, [ ]는 질량%로의 강 중 각 원소 함유량을 나타낸다. 또한, 강 중에 포함되지 않는 원소의 함유량은 0질량%로 해서 계산한다.
    E값=1.16×([C]/10)0.5×(0.7×[Si]+1)×(3.33×[Mn]+1)×(0.35×[Cu]+1)×(0.36×[Ni]+1)×(2.16×[Cr]+1)×(3×[Mo]+1)×(1.75×[V]+1)×(200×[B]+1)/(0.1×t)…(3)
    식(3)에 있어서, [ ]는 질량%로의 강 중 각 원소 함유량을 나타내고, t는 mm로 표시되는 판 두께를 나타낸다. 또한, 강 중에 포함되지 않는 원소의 함유량은 0질량%로 해서 계산한다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 강 중 성분은, 다른 원소로서, 질량%로,
    Cu: 0% 초과 1.5% 이하,
    V: 0% 초과 0.20% 이하, 및
    Ni: 0% 초과 1.0% 이하
    로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 추가로 포함하는 고강도 강판.
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