KR20180018804A - 냉연강판 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

우수한 구부림 가공성을 갖는 냉연강판 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.　질량 %로, C:0.010%이상 0.035%이하, Si:0.1%이하, Mn:0.35%이하, P:0.035%이하, S:0.02%이하, N:0.010%이하, Al:0.005 이상 0.03%이하 및 B:0.0001%이상 0.005%이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고, 페라이트 평균 입경이 20㎛이하인 조직을 갖고, 하기 식(1)의 조건을 만족시키도록 BN과 AlN이 석출하고 있고, 왜곡역 5∼10%에 있어서의 n값이 0.15이상인 냉연강판.　0<[BN]/[AlN]≤0.5…(1)(여기서, [BN] 및 [AlN]은 각각 동일 단위로 나타낸 BN 및 AlN의 개수 밀도이다)

Description

냉연강판 및 그 제조 방법

본 발명은 냉연강판에 관한 것으로서, 특히, 자동차용 부품 등의 구조 부재, 주거, 가구, 책상, 가전제품 등의 구조체의 소재로서 바람직한 가공성이 우수한 냉연강판에 관한 것이다. 또, 본 발명은 상기 냉연강판의 제조 방법에 관한 것이다.

냉연강판은 그 성형성이 양호하기 때문에, 다종 다양한 구조체의 소재로서 이용되고 있다. 냉연강판을 이용해서 복잡한 형상의 구조체를 제조하는 경우, 일반적으로, 평탄한 냉연강판을 프레스해서 복잡한 3차원 형상으로 가공하고, 얻어진 가공품끼리를 또한 접합한다고 하는 방법이 이용된다. 그 때문에, 구조체의 소재로서 이용되는 냉연강판에는 가공성이 우수한 것이 요구된다.

그래서, 가공성이 우수한 냉연강판의 개발이 각종 관점에서 실행되고 있다.예를 들면, 특허문헌 1에는 가공성이 양호한 비시효성 냉연강판을 연속 소둔 및 그것에 계속되는 조질 압연에 의해서 제조하는 방법이 개시되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 상기 방법에서는 강의 C, Mn, Al, N량을 저감하는 동시에, 50%이상의 압연율로 냉간압연한 후, 소정의 조건에서 소둔 후의 냉각, 과시효 처리 및 조질 압연을 실행하는 것에 의해서, 냉연강판의 내시효성을 향상시키고 있다.

또, 특허문헌 2에는 C, Mn, S, O 및 B를 소정의 양 함유하는 강을, 소정의 조건에서 연속 주조한 후에 열연, 냉연, 연속 소둔하는 것에 의해, 가공성이 우수한 냉연강판을 제조하는 방법이 개시되어 있다. 특허문헌 3에는 C, Si, Mn, P, Al, N을 소정의 양 함유하는 강을 열연, 냉연한 후의 연속 소둔시에 급속 가열, 급속 냉각하는 것에 의해서, 내시효성과 가공성이 우수한 냉연강판을 제조하는 방법이 개시되어 있다. 특허문헌 4에는 강 중의 Si와 Mn의 함유량의 비를 소정의 범위로 함으로써, 페라이트 입경과 시멘타이트의 석출 상태를 제어하여, 구부림 가공성이 우수한 냉연강판을 제조하는 방법이 개시되어 있다.

특허문헌 1: 일본국 특허공개공보 소화61-124533호 특허문헌 2: 일본국 특허공개공보 평성02-267227호 특허문헌 3: 일본국 특허공개공보 평성07-216459호 특허문헌 4: 일본국 특허공개공보 제2013-209725호

그러나, 특허문헌 1에 기재된 방법에서는 조질 압연 조건을 조정하는 것에 의해서 내시효성이 양호한 강판을 제조할 수 있었지만, 조질 압연 조건을 조정하는 것만으로는 현재 요구되고 있는 가공성의 수준을 달성할 수 없다.

또, 특허문헌 2에 기재된 방법에서는 산화물계 개재물을 형성하는 것에 의해서 MnS의 크기를 제어하고 있기 때문에, 강에 산소를 60ppm이상 함유시킬 필요가 있다. 그 결과, 산화물계의 개재물이 다량으로 발생하기 때문에, 상기 개재물이 기점으로 되어 프레스 성형시에 깨짐이 발생한다고 하는 문제가 있었다.

특허문헌 3에 기재된 방법에서는 급속 가열과 급속 냉각이 실행되기 때문에, 열처리 조건을 강판의 특히 판 두께 방향 전체에 걸쳐 균일하게 하는 것이 곤란하다. 그리고, 그 결과, 강판의 조직이 불균일하게 되고, 강판 전체의 구부림 가공성을 양호하게 할 수 없다고 하는 문제가 있었다.

특허문헌 4에 기재된 방법에서는 시멘타이트를 페라이트립내에 석출시키기 때문에, 항복 강도가 상승하여, n값이 저하한다. 그 결과, 구부림 가공부의 왜곡 분포가 불균일하게 되기 쉽기 때문에, 충분한 구부림 가공성이 얻어지지 않을 뿐만 아니라, 구부림 가공성의 편차가 커진다는 문제가 있었다.

이와 같이, 종래의 기술에서는 구부림 가공성의 양호한 냉연강판을 공업적으로 안정하게 제공하는 것은 곤란하였다. 본 발명은 상기의 문제점을 감안해서 이루어진 것이며, 우수한 구부림 가공성을 갖는 냉연강판 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

즉, 본 발명의 요지 구성은 다음과 같다.

１．질량 %로, C:0.010%이상 0.035%이하, Si:0.10%이하, Mn:0.35%이하, P:0.035%이하, S:0.020%이하, N:0.010%이하, Al:0.005%이상 0.030%이하, 및 B:0.0001%이상 0.005%이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고, 페라이트 평균 입경이 20㎛이하인 조직을 갖고, 하기 식(1)의 조건을 만족시키도록 BN과 AlN이 석출되어 있고, 왜곡역 5∼10%에 있어서의 n값이 0.15이상인 냉연강판; 0<[BN]/[AlN]≤0.5…(1) 여기서, [BN] 및 [AlN]은 각각 동일한 단위로 나타낸 BN 및 AlN의 개수 밀도이다.

2．판 폭 방향에 있어서의 단부, 1/4부 및 중앙부의 각 위치에서, 강판 표면으로부터의 깊이가 10㎛의 위치에 있어서의 판면{111}의 X선 랜덤 방위 강도비가 5.0이하인 상기 1에 기재된 냉연강판.

3．상기 성분 조성은 Cu, Sn, Ni, Ca, Mg, Co, As, Cr, Mo, Sb, W, Ti, Nb, Pb, Ta, REM, V, Cs, Zr 및 Hf로 이루어지는 군에서 선택되는 1이상을 합계 1질량%이하 더 함유하는 상기 1 또는 2에 기재된 냉연강판.

４．상기 냉연강판의 표면에 형성된 도금 피막을 더 구비하는 상기 1 내지 3 중의 어느 하나에 기재된 냉연강판.

５．냉연강판의 제조 방법으로서, 상기 1 또는 3에 기재된 성분 조성을 갖는 강 소재를 준비하고, 상기 강 소재에 대해, 마무리 압연 종료 온도: 800℃이상 950℃이하의 조건에서의 마무리 압연을 포함하는 열간 압연을 실시하여 열연강판을 얻고, 상기 열연강판을 평균 냉각 속도: 30℃/s이상 110℃/s이하에서 수냉하고, 상기 수냉 후의 열연강판을 권취 온도: 600℃이상 780℃이하에서 권취하고, 상기 열연강판 표면의 스케일을 제거하고, 상기 스케일 제거 후의 열연강판을 50%이상의 압연율로 냉간압연하여 냉연강판을 얻고, 상기 냉연강판을 소둔 온도: 650℃이상의 조건에서 소둔하는 것을 포함하고, 상기 수냉은 상기 열간 압연의 종료로부터 0.5초 이상 3.0초 이내에 개시되는 냉연강판의 제조 방법.

６．상기 마무리 압연에 앞서, 상기 강 소재를 시트 바 히터에 의해 가열하는 상기 5에 기재된 냉연강판의 제조 방법.

본 발명에 따르면, 우수한 구부림 가공성을 갖는 냉연강판을 얻을 수 있다.

[성분 조성]

다음에, 본 발명을 실시하는 방법에 대해 구체적으로 설명한다.

본 발명에 있어서는 냉연강판이 상기 성분 조성을 갖는 것이 중요하다. 그래서, 우선 본 발명에 있어서 강재의 성분 조성을 상기와 같이 한정하는 이유를 설명한다. 또한, 성분 조성에 관한 「%」표시는 특히 단정하지 않는 한 「질량 %」를 의미하는 것으로 한다.

C:0.010∼0.035%

C함유량이 적으면 고용 C의 석출 구동력이 낮아지기 때문에, 고용 C가 증가한다. 고용 C가 증가하면 왜곡 시효가 생기기 쉬워지고, 그 결과, 구부림 가공성이 저하한다. 그 때문에, 본 발명에서는 C함유량을 0.010%이상으로 한다. C함유량은 0.015%이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 한편, C함유량이 0.035%를 넘으면, 페라이트립내에 시멘타이트가 과잉으로 생성되기 때문에, 항복 강도가 상승하고, n값이 저하할 뿐만 아니라, 페라이트와 시멘타이트의 계면에서의 보이드 발생 사이트가 증가하기 때문에, 구부림 가공성이 현저히 열화한다. 그 때문에, C함유량은 0.035%이하로 한다. C함유량은 0.030%이하로 하는 것이 더욱 바람직하며, 0.025%이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.

Si:0.10%이하

Si는 시멘타이트의 생성을 억제하는 원소이며, 고용 C의 시멘타이트화를 억제한다. 따라서, Si를 첨가하는 것에 의해서 고용 C량을 증가시키고, 그 결과, 강판 표층에 있어서의 페라이트 집합 조직의 판면 {111}의 X선 랜덤 방위 강도비를 저하시킬 수 있다. 한편, Si함유량이 0.10%를 넘으면, 시멘타이트의 생성이 과잉으로 억제되고, 고용 C량이 증가하며, 연성이 저하하는 동시에 구부림성이 열화한다. 그 때문에, Si함유량은 0.10%이하로 한다. Si함유량은 0.05%이하로 하는 것이 바람직하며, 0.03%이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, Si함유량의 하한은 특히 한정되지 않지만, Si함유량을 0.001%이상으로 하는 것이 바람직하며, 0.005%이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

Mn:0.35%이하

Mn은 시멘타이트 중에 용해되고, 조대 시멘타이트의 생성을 억제하는 효과를 갖는 원소이다. 상기 효과를 얻기 위해, Mn함유량은 0.01%이상으로 하는 것이 바람직하며, 0.10%이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 한편, Mn함유량이 0.35%를 넘으면 Mn의 편석에 수반하여, MnS가 편석하는 결과, 구부림 가공성이 열화한다. 그 때문에, Mn함유량은 0.35%이하로 한다. Mn함유량은 0.30%이하로 하는 것이 바람직하며, 0.25%이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.

P:0.035%이하

P는 페라이트 입계에 편석하여 구부림 가공시에 페라이트 입계에서의 보이드의 발생을 조장하기 때문에, 함유량은 낮은 것이 바람직하다. 그 때문에, P함유량을 0.035%이하로 한다. P함유량은 0.025%이하로 하는 것이 바람직하다. 한편, P함유량의 하한은 특히 한정되지 않으며, 0%이상이면 좋고, 공업적으로는 0%초과로 할 수 있다. 그러나, 과도하게 P함유량을 저하시키면 정련 시간의 증가나 코스트의 상승을 초래하기 때문에, P함유량은 0.001%이상으로 하는 것이 바람직하다.

S:0.020%이하

S는 본 발명에 있어서, Mn과 결합하여 MnS를 형성하는 원소이다. S함유량이 높으면 MnS가 다량으로 생성되어 구부림 가공시에 페라이트 입계에서의 파괴를 조장한다. 그 때문에, 본 발명에서는 S함유량을 0.020%이하로 한다. S함유량은 0.015%이하로 하는 것이 바람직하다. 한편, S함유량의 하한은 특히 한정되지 않으며, 0%이상이면 좋고, 공업적으로는 0%초과로 할 수 있다. 그러나, 과도하게 S함유량을 저하시키면 정련 시간의 증가나 코스트의 상승을 초래하기 때문에, S함유량은 0.0005%이상으로 하는 것이 바람직하다.

N:0.010%이하

N은 Al이나 B와 결합하여 AlN이나 BN을 형성한다. N함유량이 높으면 미세한 AlN이 과잉으로 석출하기 때문에, n값이 저하한다. 그에 부가하여, 미세한 AlN은 전위 발생원으로 되어, 냉간압연시에 결정립의 다중 슬립을 용이하게 하고, 미세하고 균일한 소둔전 조직을 형성시킨다. 그 결과, 냉간압연 후에 실행되는 소둔 재결정시에, 판면{111}의 X선 랜덤 방위 강도비가 증대하고, 구부림 가공성이 열화한다. 그 때문에, N함유량은 낮은 것이 좋으며, 본 발명에서는 N함유량을 0.010%이하로 한다. N함유량은 0.004%이하로 하는 것이 바람직하다. 한편, N함유량의 하한은 특히 한정되지 않으며, 0%이상이면 좋고, 공업적으로는 0%초과로 할 수 있다. 그러나, 과도하게 N함유량을 저하시키면 정련 시간의 증가나 코스트의 상승을 초래하기 때문에, N함유량은 0.0005%이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.0010%이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

Al:0.005%이상 0.03%이하

Al은 페라이트 입계로부터 고용 C를 배출하고, 입계에 시멘타이트를 형성하는 것을 촉진한다. 그 결과, 항복 강도가 저하하고, n값이 증가한다. 상기 효과를 충분히 얻기 위해, Al함유량을 0.005%이상으로 한다. 한편, Al함유량이 과도하게 높아지면, 미세한 AlN이나 Al이 불가피한 불순물인 O와 결합해서 생기는 산화물이 석출되고, 구부림 가공성이 저하한다. 그 때문에, Al함유량은 0.030%이하로 한다. Al함유량은 0.020%이하로 하는 것이 바람직하다.

B:0.0001%이상 0.005%이하

B는 N과 결합하여 BN을 형성하고, 미세 AlN의 석출을 억제한다. 또, BN은 MnS를 핵으로서 석출하기 때문에, 미세한 MnS의 양을 저감할 수 있다. 이들 석출물은 페라이트 입계에 취입되고, 그 결과, 구부림 가공시의 보이드의 발생원으로 되는 페라이트 입계의 질화물 수가 줄기 때문에, 구부림 가공성이 향상한다. 상기 효과를 얻기 위해, B함유량을 0.0001%이상으로 한다. 한편, B함유량이 0.005%를 넘으면 미세한 Fe₂₃(CB)₆이 입계에 생기게 되고, 구부림 가공성이 저하한다. 그 때문에, B함유량은 0.005%이하로 한다. B함유량은 0.001%이하로 하는 것이 바람직하고, 0.0007%이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 냉연강판은 이상의 성분과, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진다. 또한, 「잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진다」는 것은 본 발명의 작용·효과를 해치지 않는 한, 불가피한 불순물을 비롯하여, 다른 미량 원소를 함유하는 것이 본 발명의 범위에 포함되는 것을 의미한다.

본 발명의 냉연강판은 상기 원소에 부가하여, 또한 이하에 기술하는 원소를 임의로 함유할 수 있다.

Cu, Sn, Ni, Ca, Mg, Co, As, Cr, Mo, Sb, W, Ti, Nb, Pb, Ta, REM, V, Cs, Zr 및 Hf로 이루어지는 군에서 선택되는 1이상: 합계 1%이하

Cu, Sn, Ni, Ca, Mg, Co, As, Cr, Mo, Sb, W, Ti, Nb, Pb, Ta, REM, V, Cs, Zr 및 Hf는 모두 내식성 향상에 유용한 원소이다. 그래서, 이들 원소를 1 또는 2이상 조합해서 첨가하는 것에 의해서, 강판의 내식성을 향상시킬 수 있다. 한편, 이들 원소의 합계 함유량이 1%를 넘으면, 이들 원소가 입계에 편석해서 구부림 가공시에 입계로부터의 보이드 발생을 촉진시켜 버린다. 그 때문에, 이들 원소를 첨가하는 경우, 합계 함유량을 1%이하로 한다. 또한, 상기 합계 함유량은 0.5%이하로 하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 원소는 임의로 첨가되는 것이기 때문에, 상기 합계 함유량의 하한은 특히 한정되지 않으며 0%이어도 좋다. 그러나, 상기 원소를 첨가하는 경우, 내식성 향상 효과를 얻는다는 관점에서는 상기 합계 함유량을 0.05%이상으로 하는 것이 바람직하며, 0.1%이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

이상, 강판의 성분 조성에 대해 설명했지만, 본 발명에서 소기한 효과를 얻기 위해서는 성분 조성을 상기의 범위로 조정하는 것만으로는 불충분하며, 페라이트 입경, BN 및 AlN의 석출 형태와 왜곡역 5∼10%에 있어서의 n값을 상기의 범위로 할 필요가 있다. 이것에 의해, 냉연강판의 구부림 가공성을 현저히 향상시킬 수 있다. 이하, 상기 각 항목의 한정 이유에 대해 설명한다.

[페라이트 평균 입경]

페라이트 평균 입경: 20㎛이하

페라이트 평균 입경이 20㎛를 넘으면, 구부림 가공에서의 왜곡이 페라이트 입계에 집중하여, 페라이트 입계로부터 균열이 발생하기 쉬워지기 때문에, 구부림 가공성이 저하한다. 그 때문에, 본 발명에 있어서는 페라이트 평균 입경을 20㎛이하로 한다. 페라이트 평균 입경은 15㎛이하로 하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 페라이트 평균 입경의 하한은 특히 한정되지 않지만, 페라이트 평균 입경이 너무 작으면 과도하게 강도가 상승하고, 연성이 저하할 우려가 있다. 그 때문에, 페라이트 평균 입경은 4㎛이상으로 하는 것이 바람직하고, 8㎛이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 페라이트 평균 입경은 실시예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서는 냉연강판의 금속 조직을 페라이트 단상으로 하는 것이 바람직하다. 여기서 말하는 「페라이트 단상」은 페라이트상이 면적분율에서 100%인 경우 뿐만 아니라, 면적분율이 95%이상의 실질적으로 페라이트 단상인 경우도 포함하는 것으로 한다.

[석출물]

0<[BN]/[AlN]≤0.5

본 발명의 냉연강판에 있어서는 하기 식(1)의 조건을 만족시키도록 BN과 AlN이 석출하고 있는 것이 중요하다.

0<[BN]/[AlN]≤0.5…(1)

(여기서, [BN] 및 [AlN]은 각각 동일한 단위로 나타낸 BN 및 AlN의 개수 밀도이다)

BN과 AlN의 생성 자유 에너지를 비교하면, AlN쪽이 생성되기 쉽다고 생각되지만, 실제의 열연 공정에서는 입상 MnS를 핵으로 해서 BN이 우선적으로 생성된다. 그리고, 그 때에 조대한 BN을 형성시킴으로써, 구부림 가공에 수반하는 균열의 진전을 억제할 수 있다. 또, N의 고정을 B로 실행함으로써, 생성된 BN의 주위에 AlN이 석출되기 때문에, AlN의 석출 강화에 의한 항복 강도의 상승을 억제할 수 있다. 본 발명에 있어서는 이들 효과를 얻기 위해, BN의 분산 형태를 식(1)의 조건을 만족시키도록 제어한다.

식(1)은 강 중에 석출한 BN과 AlN의 개수 밀도의 관계를 한정하는 것이다. 예를 들면, BN의 석출량을 일정으로 하면, BN의 개수 밀도[BN]이 작을수록, 석출한 개개의 BN은 조대하게 된다. 그리고, BN과 AlN의 개수 밀도를, 식(1)의 조건을 만족시키도록 제어하는 것에 의해, BN을 기점으로 한 AlN의 석출을 촉진시키고, 항복 강도를 저하시킬 수 있다. 또, 상기와 같이 BN을 석출시키는 것에 의해, BN을 핵으로 해서 석출한 AlN의 주위에 시멘타이트가 우선적으로 석출하기 때문에, 입내 시멘타이트를 저감하고, 또한 항복 강도를 저감할 수 있다. [BN] 및 [AlN]의 값은 상기 식(1)의 관계를 만족시키고 있으면 특히 한정되지 않으며, 임의의 값으로 할 수 있고, 예를 들면, [BN]은 0.0005∼0.01개/μ㎡로 할 수 있다. 또한, 여기서 상기 [BN]과 [AlN]의 값은 강판의 판 폭 방향 중앙, 판 두께 1/4t 위치에 있어서의 값이며, 구체적으로는 실시예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.

[n값]

왜곡역 5∼10%에 있어서의 n값: 0.15이상

스트레치 성형 등의 왜곡량이 작은 성형과는 달리, 구부림 변형에서는 표층에 큰 왜곡이 부여되기 때문에, 비교적 고왜곡역에 있어서 가공 경화량이 높은 것이 요구된다. 그 때문에, 본 발명에 있어서는 냉연 강판의 왜곡역 5∼10%에 있어서의 n값(가공 경화 지수)을 0.15이상으로 한다. 한편, 상기 n값의 상한은 특히 한정되지 않으며, 임의의 값으로 할 수 있지만, 일반적으로는 0.4이하이다. 또한, 여기서 상기 n값은 강판의 판 폭 방향에 있어서의 중앙의 값으로 한다.

[집합 조직]

판면{111}의 X선 랜덤 방위 강도비: 5.0이하

또한, 본 발명의 냉연강판에 있어서는 판 폭 방향에 있어서의 단부, 1/4부 및 중앙부의 모든 위치에서, 강판 표면으로부터의 깊이가 10㎛의 위치에 있어서의 판면{111}의 X선 랜덤 방위 강도비를 5.0이하로 하는 것이 바람직하다.

강판의 집합 조직에 관해서는 판면에 {111}//ND를 배향시킴으로써 r값(Lankford값)을 향상시키는 재결정 집합 조직 제어 기술이 이미 알려져 있다. 딥드로잉 성형에 있어서는 판면과 평행한 방향에 대한 높은 변형능을 갖는 한편, 판 두께 방향에 대해서는 변형되기 어려운 것이 요구되기 때문에, 높은 r값을 갖는 강판이 유리하다. 이에 대해, 구부림 성형에 있어서는 구부림 능선에 평행한 방향에는 변형 구속이 있다. 그 때문에, 강판이 구부림 능선에 대해 수직인 방향(구부림 방향)으로 변형되기 위해서는 체적이 일정으로 고려되면, 해당 강판이 판 두께 방향에 높은 변형능을 갖는 것이 바람직하다. 그래서, 강판 표층에 있어서의 페라이트 집합 조직의 판면의 {111}의 X선 랜덤 방위 강도비를 5.0이하로 제어하는 것에 의해, 판 두께 방향으로 변형되기 위해 필요한 슬립계를 더욱 충분히 얻을 수 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 열간 압연 공정에 있어서, 마무리 압연에 제공되는 강 소재의 표층부 및 폭 단부를 시트 바 히터로 가열하는 것에 의해, 상기 조건을 만족시키는 집합 조직을 폭 방향 전체에 걸쳐 얻을 수 있다. 한편, 상기 X선 랜덤 방위 강도비의 하한은 특히 한정되지 않으며, 임의의 값으로 할 수 있지만, 이론상의 하한은 1이며, 제조상의 관점에서는 상기 X선 랜덤 방위 강도비 1.2이상이어도 좋다.

또한, 상기 X선 랜덤 방위 강도비는 3차원 결정 방위 분포 함수(ODF:orientation distribution function)로부터 구할 수 있다. ODF는 화학 연마로 강판 표면의 잔류 응력을 제거한 후, X선 회절(Schultz법)에 의해 정극점도(pole figure)를 5°간격으로 측정하고, 측정한 3개의 극점도({110}, {200}, {211})로부터 얻을 수 있다. 또한, 랜덤 방위 강도비는 결정 방위가 랜덤인 표준 시료의 X선 회절 강도에 대한 측정 대상 시료의 X선 회절 강도의 비이다.

[도금 피막]

본 발명의 냉연강판은 그 표면에 또한 도금 피막을 가질 수 있다. 강판 표면에 도금 피막을 형성하는 것에 의해, 냉연강판의 내식성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 도금 피막으로서는 임의의 도금 방법으로 형성된 피막을 이용할 수 있으며, 예를 들면 용융 도금 피막, 합금화 용융 도금 피막, 전기 도금 피막 등을 사용할 수 있다. 또, 상기 도금 피막의 재질은 아연, 아연계 합금 등, 각종 재질로 할 수 있다. 바람직하게 사용할 수 있는 도금 피막의 예로서는 용융 아연 도금 피막, 합금화 용융 아연 도금 피막, 전기 아연 도금 피막, Zn-Ni 전기 합금 도금 피막 등을 들 수 있다.

[제조 방법]

다음에, 본 발명의 냉연강판을 제조하는 방법에 대해 설명한다. 본 발명의 냉연강판은 이하의 수순에 의해 제조할 수 있다.

(1) 상기 성분 조성을 갖는 강 소재를 준비하고

(2) 상기 강 소재에 대해, 마무리 압연 온도: 800℃이상 950℃이하의 조건에서의 마무리 압연을 포함하는 열간 압연을 실시하여 열연강판을 얻고,

(3) 상기 열연강판을 평균 냉각 속도: 30℃/s이상 110℃/s이하에서 수냉하고,

(4) 상기 수냉 후의 열연강판을 권취 온도: 600℃이상 780℃이하에서 권취하고,

(5) 상기 열연강판 표면의 스케일을 제거하고,

(6) 상기 스케일 제거 후의 열연강판을 50%이상의 압연율로 냉간압연하여 냉연강판을 얻고,

(7) 상기 냉연강판을 소둔 온도: 650℃이상의 조건에서 소둔한다.

이하, 상기 각 공정에 대해 구체적으로 설명한다.

[강 소재]

본 발명에 있어서, 상기 강 소재(강 슬래브)는 상법에 의해 강을 용제하고, 주조하여 제조할 수 있다. 상기 용제는 전로, 전기로, 유도로 등, 임의의 방법에 의해 실행할 수 있다. 또, 상기 주조는 생산성의 관점에서 연속 주조법으로 하는 것이 바람직하다. 상술한 성분 조성을 갖는 냉연강판을 얻기 위해, 상기 강 소재의 성분 조성은 상술한 냉연강판의 성분 조성과 동일한 것으로 한다.

[열간 압연]

다음에, 상기 강 소재를 열간 압연한다. 상기 열간 압연은 가열로에서 슬래브를 재가열한 후에 실행해도 좋으며, 또, 온도 보상을 목적으로 하는 가열로에서의 단시간 가열의 후에 실행해도 좋다. 상기 열간 압연은 거친 압연과 마무리 압연을 포함하는 열간 압연이어도 좋으며, 또, 거친 압연을 실행하지 않고 마무리 압연만을 실행하는 열간 압연이어도 좋다.

마무리 압연 온도: 800℃이상 950℃이하

마무리 압연 온도가 950℃를 넘으면, 일부에 페라이트의 조대립이 생기고, 페라이트 입경이 불균일하게 된다. 그 때문에, 마무리 압연 온도는 950℃이하로 한다. 한편, 페라이트역(Ar₃점 이하)에서 압연이 실행되면, 조대한 페라이트립이 생긴다. 그 때문에, 본 발명에서는 마무리 압연 온도를 800℃이상으로 한다. 또한, 여기서 마무리 압연 온도는 마무리 압연 출측 온도를 가리키는 것으로 한다.

시트 바 히터에 의한 가열

또한, 본 발명에 있어서는 상기 열간 압연에 있어서의 마무리 압연에 앞서, 마무리 압연에 제공되는 강 소재를 시트 바 히터로 가열하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 판 폭 방향에 있어서의 온도 분포를 균일화하고, 그 결과, 판 폭 방향 전체에 걸쳐, 판면{111}의 X선 랜덤 방위 강도비가 5.0이하인 집합 조직을 얻을 수 있다. 또한, 마무리 압연에 앞서 거친 압연이 실행되는 경우에는 상기 가열은 거친 압연 후의 시트 바(거친 바) 등에 대해 실행된다.

상기 시트 바 히터로서는 상기 가열을 실행할 수 있는 것이면 임의의 히터를 사용할 수 있다. 상기 시트 바 히터는 강 소재(또는 거친 바)의 폭 방향 전체를 가열하는 것이어도 좋고, 또, 폭 방향 단부만을 가열하는 것(에지 히터)이어도 좋다. 그러나, 판 폭 방향에 있어서의 온도 분포를 균일화한다는 관점에서는 강 소재의 폭 방향 전체를 가열할 수 있는 히터를 이용하는 것이 바람직하다. 강 소재의 폭 방향 전체를 가열할 수 있는 히터로서는 예를 들면, 가열용의 코일이 통형상으로 권취되어 있고, 그 안을 통과시키는 것에 의해서 강 소재가 유도 가열되는 솔레노이드형 유도 가열 장치를 이용하는 것이 바람직하다. 솔레노이드형 유도 가열 장치를 이용한 경우에는 강판의 표층부와 폭 방향 단부의 모두가 가열된다.

[수냉]

열간 압연 종료에서 수냉 개시까지의 시간: 0.5초 이상 3.0초 이내

상기 열간 압연 후, 얻어진 열연강판의 수냉을 개시한다. 상기 열간 압연 종료에서 상기 수냉 개시까지의 시간이 0.5초 미만이면, 충분한 양의 BN이 석출되지 않고, 그 결과, 미세한 AlN이 다량으로 생성되어 항복 강도가 증대한다. 그 때문에, 본 발명에서는 열간 압연 종료에서 수냉 개시까지의 시간을 0.5초 이상으로 한다. 열간 압연 종료에서 수냉 개시까지의 시간은 0.8초 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 한편, 상기 수냉 개시까지의 시간이 3.0초를 넘으면, 생성되는 BN의 수가 증대하고, BN을 기점으로 한 균열이나 보이드가 생기기 쉬워진다. 그 때문에 열간 압연 종료에서 수냉 개시까지의 시간을 3.0초 이내로 한다. 열간 압연 종료에서 수냉 개시까지의 시간은 2.5초 이내로 하는 것이 더욱 바람직하다.

평균 냉각 속도: 30℃/s이상 110℃/s이하

상기 수냉에 있어서의 냉각 속도는 BN의 석출 형태에 크게 영향을 준다. 그 때문에, 본 발명에 있어서는 상기 수냉에 있어서의 평균 냉각 속도를 제어하는 것이 중요하다. 평균 냉각 속도가 30℃/s미만이면, BN의 생성량이 과다하게 되고, 구부림 가공성이 열화한다. 그 때문에, 평균 냉각 속도를 30℃/s이상으로 한다. 상기 평균 냉각 속도는 50℃/s이상으로 하는 것이 바람직하며, 70℃/s로 하는 것이 더욱 바람직하다. 한편, 평균 냉각 속도가 110℃/s를 넘으면, 소기한 권취 온도를 안정하게 확보할 수 없을 우려가 있다. 그 때문에, 상기 평균 냉각 속도를 110℃/s이하로 한다.

[권취]

권취 온도: 600℃이상 780℃이하

상기 수냉의 종료 후, 열연강판을 코일에 권취한다. 본 발명에서는 그 때의 권취 온도를 600℃이상 780℃이하로 하는 것이 중요하다. 권취 온도가 600℃미만이면, 질화물을 충분히 조대화시킬 수 없고, 본 발명에서 규정하는 BN, AlN의 석출 형태를 얻을 수 없다. 그 때문에, 권취 온도는 600℃이상으로 한다. 상기 권취 온도는 630℃이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, 권취 온도가 780℃를 넘으면, 조대한 AlN이 생성되고, 구부림 가공시에 균열의 진전을 조장한다. 그 때문에, 권취 온도는 780℃이하로 한다. 상기 권취 온도는 750℃이하로 하는 것이 바람직하며, 720℃이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.

[스케일 제거]

다음에, 상기 열연강판의 표면에 형성되어 있는 스케일을 제거한다. 스케일 제거의 방법은 특히 한정되지 않으며 임의의 방법으로 실행할 수 있지만, 일반적으로는 산세로 실행된다. 상기 산세는 연속 산세 라인을 이용해서 실행하는 것이 바람직하다. 연속 산세 라인을 이용해서 스케일 제거를 실행하는 경우, 코일을 되감으면서, 연속적으로 산세를 실행할 수 있다.

[냉간압연]

압연율: 50%이상

다음에, 상기 스케일 제거 후의 열연강판을 냉간압연하여 냉연강판을 얻는다. 상기 냉간압연에 있어서의 상기 압연율이 50%미만이면, 강판 표층의 가공도가 부족하고, 압연에 의해서 도입되는 왜곡이 적기 때문에 후의 소둔에 있어서의 전위의 재배열·재결정이 억제된다. 그리고, 그 결과, 페라이트 입경이 조대하게 되어 버린다. 그 때문에, 본 발명에 있어서는 상기 냉간압연에 있어서의 압연율을 50%이상으로 한다. 상기 압연율은 55%이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 압연율의 상한은 특히 한정되지 않지만, 압연율이 과도하게 높으면 판형상이 열화하는 경우가 있기 때문에, 98%이하로 하는 것이 바람직하며, 95%이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.

[소둔]

소둔 온도: 650℃이상

다음에, 상기 냉간압연을 실행하여 얻은 냉연강판을 소둔한다. 본 발명에서는 상기 소둔시의 온도를 650℃이상으로 하는 것이 중요하다. 소둔 온도가 650℃ 미만이면, 재결정이 완료하지 않기 때문에, 소둔 온도를 650℃이상으로 한다. 상기 소둔 온도는 680℃이상으로 하는 것이 바람직하며, 700℃이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 한편, 소둔 온도가 900℃를 넘으면 오스테나이트가 발생하여 혼립으로 되기 때문에, 소둔 온도는 900℃이하로 하는 것이 바람직하며, 850℃이하로 하는 것이 더욱 바람직하고, 800℃이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 상기 소둔은 연속 소둔과 상자 소둔(배치 소둔)의 어느 방법으로 실행해도 좋다. 상기 소둔을 연속 소둔으로 실행하는 경우에는 연속 소둔 라인에 있어서 과시효 처리를 실행할 수도 있다.

[조질 압연]

본 발명의 효과에 영향을 미치는 것은 아니지만, 상기 소둔 후에, 임의로 조질 압연을 실행할 수도 있다. 상기 조질 압연에 있어서의 압연율이 0.5%미만이면 항복점 신장이 소실되지 않고, 또, 압연율이 1.5%를 넘으면 강이 경질화되기 때문에, 상기 조질 압연에 있어서의 압연율은 0.5%이상 1.5%이하로 하는 것이 바람직하다.

[판 두께]

본 발명의 냉연강판의 판 두께는 특히 한정되지 않으며, 임의의 두께로 할 수 있다. 그러나, 건재에 사용한다는 관점에서는 과도하게 얇게 하면 강성이 저하할 우려가 있기 때문에, 판 두께를 0.1㎜이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, 과도하게 두껍게 하면 구부림 가공성이 뒤떨어질 우려가 있기 때문에, 판 두께를 4.0㎜이하로 하는 것이 바람직하며, 3.0㎜이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.

또, 본 발명에서는 이상과 같이 해서 제조된 냉연강판에 대해, 도금 처리를 실시하는 것에 의해, 강판 표면에 도금 피막을 형성해도 좋다. 예를 들면, 도금 처리로서, 용융 아연 도금 처리를 실시하여 강판 표면에 용융 아연 도금 피막을 형성해도 좋고, 용융 아연 도금 처리 후, 합금화 처리를 실시하는 것에 의해, 합금화 용융 아연 도금 피막을 형성해도 좋다. 이 때, 용융 아연 도금과 소둔을 하나의 라인내에서 실행해도 좋다. 그 밖에, Zn-Ni 전기 합금 도금 등의 전기 도금에 의해, 도금 피막을 형성해도 좋다. 도금을 실시하는 경우, 상기 조질 압연은 도금 피막 생성 후에 실행해도 좋다.

실시예

다음에, 실시예에 의거하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예는 본 발명의 바람직한 일예를 나타내는 것이며, 본 발명은 해당 실시예에 의해서 하등 한정되는 것은 아니다.

표 1에 기재된 성분 조성을 갖는 공시 강 A∼X를 진공 용제하고, 슬래브를 얻었다. 상기 슬래브를 열간 압연한 후, 수냉하고, 권취를 모의한 처리를 실시하였다. 얻어진 열연강판을 산세 처리하여 표면 스케일을 제거한 후, 최종판 두께 1.0㎜로 되도록 냉간압연하였다. 다음에, 연속 소둔을 실시하고, 산세를 실행하였다. 상기 각 처리는 표 2에 나타내는 조건으로 실시하였다. 또한, 일부의 예에 있어서는 열간 압연 공정에 있어서의 마무리 압연에 앞서, 거친 바를 시트 바 히터로 가열하였다. 상기 시트 바 히터로서는 솔레노이드형 유도 가열 장치를 이용하였다.

이상과 같이 해서 얻어진 냉연강판의 각각으로부터 시험편을 채취하고, 이하의 방법에 의해 금속 조직의 관찰, 인장 시험 및 구부림 시험을 실시하였다.

[페라이트 평균 입경]

얻어진 냉연강판의 압연 방향에 평행한 판 두께 단면을 경면에 연마하고, 나이탈액을 이용해서 조직을 출현시킨 후, 배율 100배로 광학 현미경 조직 사진을 촬영하였다. 얻어진 사진 중에, 판 두께 방향, 압연 방향에 각각 15개의 선을 실제의 길이로 50㎛이상의 간격으로 긋고, 입계와 선의 교점의 수를 세었다. 전체 선 길이를 교점의 수로 나누는 것에 의해, 페라이트립 1개당 선분 길이로 하고, 이것에 1.13을 곱하여 ASTM(American Society for Testing and Materials) 페라이트 평균 입경을 구하였다.

[BN과 AlN의 개수 밀도]

강판의 판 폭 방향 중앙, 판 두께 1/4t 위치에 있어서의 BN과 AlN의 개수 밀도를 다음의 수순으로 측정하였다. 우선, 얻어진 냉연강판의 압연 방향에 평행한 판 두께 단면을, 부틸 셀로솔브를 소량 첨가한 과염소산 알코올 용액을 사용하여 전해 연마하였다. 다음에, 카본 추출 레플리카법에 의해서 카본막상에 석출물을 추출하여 시료를 작성하고, 해당 시료를 투과형 전자 현미경(TEM)으로 관찰하였다. 400μ㎡당 BN 및 AlN의 개수를 측정하고, 5시야에서 측정된 값의 평균을 각 석출물의 개수 밀도로 하였다.

[집합 조직]

얻어진 냉연강판의 판 폭 방향에 있어서의 단부, 1/4부 및 중앙부의 각 위치로부터 관찰용 샘플을 채취하였다. 각 샘플의 판면을 화학 연마로 10㎛ 제거 후, X선 회절(Schultz법)에 의해 정극점도(pole figure)를 5°간격으로 측정하였다. 측정한 3개의 극점도({110},{200},{211})로부터 3차원 결정 방위 분포 함수(ODF)를 구하고, 랜덤 방위 강도비로 나타낸 {111} 집적량을 얻었다.

[n값]

얻어진 냉연강판의 판 폭 방향 중앙으로부터, 압연 방향에 대해 평행 방향을 인장 방향으로 하는 JIS 5호 인장 시험편(JIS Z 2201)을 채취하고, JIS Z 2241의 규정에 준거한 인장 시험을 실행하여, 5∼10%의 왜곡역에 있어서의 n값을 산출하였다.

[한계 구부림 반경]

얻어진 냉연강판의 판 폭 방향에 있어서의 단부, 1/4부 및 중앙부의 각 위치로부터, 100㎜×35㎜의 사이즈 단책형상의 시험편을 채취하였다. 상기 시험편의 긴쪽방향 중앙을 구부림의 능선이 압연 직각 방향으로 구부러지도록 구부림 시험을 실행하여, 냉연강판의 구부림 가공성을 평가하였다. 상기 구부림 시험에 있어서는 꼭지각 90 °의 구부림 시험 지그를 사용하였다. 구부림 시험 지그의 꼭지각의 곡률 반경을 변화시키고, 시험편 표면에 깨짐이 보이지 않는 최소의 시험 지그 선단 반경(R)을 구하고, 얻어진 반경(R)을 판 두께(t)로 나누는 것에 의해 한계 구부림 반경(R/t)을 산출하였다. 이 값이 작을수록, 우수한 구부림 가공성을 갖게 된다. 또, 90 ° 구부림에서 깨짐이 생기지 않았던 시험편에 대해서는 90 ° 구부린 시험편을 만력으로 사이에 두어 180 ° 완전 밀착 구부림을 또한 실행하고, 상기 밀착 구부림에 있어서도 깨짐이 생기지 않았던 시험편의 한계 구부림 반경은 0으로 하였다.

이상의 방법으로 얻어진 각 측정값을 표 3에 나타낸다. 표 3에 나타낸 결과로부터, 본 발명의 조건을 만족시키는 냉연강판은 모두 한계 구부림 반경(R/t)이 0.5이하이고, 구부림 성형성이 우수한 것을 알 수 있다. 또한, 한계 구부림 반경의 값은 폭 중앙부보다 폭 단부에서 뒤떨어져 있는 경향이 보이지만, 이것은 온도가 저하하기 쉬운 폭 단부에 있어서 BN의 석출량이 저하했기 때문이다.

[표 1]

[표 2]

[표 3]

Claims (6)

1. 질량 %로
   C:0.010%이상 0.035%이하,
   Si:0.10%이하,
   Mn:0.35%이하,
   P:0.035%이하,
   S:0.020%이하,
   N:0.010%이하,
   Al:0.005%이상 0.030%이하 및
   B:0.0001%이상 0.005%이하를 함유하고,
   잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고,
   페라이트 평균 입경이 20㎛이하인 조직을 갖고,
   하기 식(1)의 조건을 만족시키도록 BN과 AlN이 석출되어 있고,
   왜곡역 5∼10%에 있어서의 n값이 0.15이상인 냉연강판;
   0<[BN]/[AlN]≤0.5…(1)
   여기서, [BN] 및 [AlN]은 각각 동일 단위로 나타낸 BN 및 AlN의 개수 밀도이다.
2. 제 1 항에 있어서,
   판 폭 방향에 있어서의 단부, 1/4부 및 중앙부의 각 위치에서, 강판 표면으로부터의 깊이가 10㎛의 위치에 있어서의 판면{111}의 X선 랜덤 방위 강도비가 5.0이하인 냉연강판.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 성분 조성은,
   Cu, Sn, Ni, Ca, Mg, Co, As, Cr, Mo, Sb, W, Ti, Nb, Pb, Ta, REM, V, Cs, Zr 및 Hf로 이루어지는 군에서 선택되는 1이상을 합계 1질량%이하 더 함유하는 냉연강판.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 냉연강판의 표면에 형성된 도금 피막을 더 구비하는 냉연강판.
5. 냉연강판의 제조 방법으로서,
   제 1 항 또는 제 3 항에 기재된 성분 조성을 갖는 강 소재를 준비하고,
   상기 강 소재에 대해, 마무리 압연 온도: 800℃이상 950℃이하의 조건에서의 마무리 압연을 포함하는 열간 압연을 실시하여 열연강판을 얻고,
   상기 열연강판을 평균 냉각 속도: 30℃/s이상 110℃/s이하에서 수냉하고,
   상기 수냉 후의 열연강판을 권취 온도: 600℃이상 780℃이하에서 권취하고,
   상기 열연강판 표면의 스케일을 제거하고,
   상기 스케일 제거 후의 열연강판을 50%이상의 압연율로 냉간압연하여 냉연강판을 얻고,
   상기 냉연강판을 소둔 온도: 650℃이상의 조건에서 소둔하는 것을 포함하고,
   상기 수냉은 상기 열간 압연의 종료로부터 0.5초 이상 3.0초 이내에 개시되는 냉연강판의 제조 방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 마무리 압연에 앞서, 상기 강 소재를 시트 바 히터에 의해 가열하는 냉연강판의 제조 방법.