KR20180019736A

KR20180019736A - 고강도 열연 강판

Info

Publication number: KR20180019736A
Application number: KR1020187002148A
Authority: KR
Inventors: 나츠코 스기우라; 야스아키 다나카; 다카후미 요코야마
Original assignee: 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date: 2015-07-31
Filing date: 2015-07-31
Publication date: 2018-02-26
Also published as: JP6485549B2; EP3330394B1; CN107849651A; EP3330394A4; KR102079968B1; EP3330394A1; US20180209007A1; JPWO2017022025A1; WO2017022025A1; MX2018001140A; CN107849651B; BR112018000633A2

Abstract

이 고강도 열연 강판은, 소정의 화학 조성을 갖고, 조직이, 면적률로, 80％ 이상의 폴리고날 페라이트와, 합계로 5％ 이하의 마르텐사이트 및 오스테나이트와, 합계로 5％ 이하의 펄라이트 및 시멘타이트를 함유하고, 잔부가 베이니틱 페라이트 및 베이나이트에서 선택되는 1종 이상이고, 판 두께 방향에 있어서 중심면으로부터 ±100㎛의 범위 내에 존재하는 임의의 50개의 상기 폴리고날 페라이트의 마이크로 경도의 표준 편차를 σHV로 했을 때, 상기 σHV가 30 이하이고, 상기 폴리고날 페라이트의 입자 내에 Ti 함유 탄화물이 5×10⁷개/㎟ 이상 존재하고, 상기 Ti 함유 탄화물 중 50％ 이상이, 짧은 변의 길이에 대한 긴 변의 길이의 비인 애스펙트비가 3 미만이고, 인장 강도가 540㎫ 이상이다.

Description

고강도 열연 강판

본 발명은 열연 강판에 관한 것으로, 특히 프레스 가공 등에 의해 다양한 형상으로 성형되는 자동차의 서스펜션 부품 등에 적합한, 구멍 확장성이 우수한 고강도 열연 강판에 관한 것이다.

비교적 저렴하게 제조되는 열연 강판은 자동차를 비롯한 각종 산업 기기에 널리 사용되고 있다. 근년, 지구 온난화 대책에 수반하는 이산화탄소 배출량 규제의 관점에서, 자동차의 연비 향상이 요구되고 있고, 차체의 경량화와 충돌 안전성 확보를 목적으로 하여, 자동차용 부품에 있어서 고강도 열연 강판의 적용이 확대되고 있다.

물론, 자동차용 부품에 제공되는 강판에 있어서는, 강도뿐만 아니라, 프레스 성형성이나 용접성 등, 부품 성형 시에 요구되는 각종 시공성이 만족되어야만 한다. 예를 들어, 서스펜션 부품에 대해서는, 프레스 성형에 관하여, 신장 플랜지 성형 및 버링 성형의 사용 빈도가 극히 높다. 그로 인해, 동부품에 제공되는 고강도 열연 강판에는 우수한 구멍 확장성이 요구된다. 또한, 서스펜션 부품에는 안전성 확보의 관점에서 큰 부하가 가해진 경우라도 소성 변형되는 것을 피할 필요가 있는 부품이 많다. 그로 인해, 서스펜션 부품에 제공되는 강판에는 높은 항복비가 요구된다.

일반적으로, 고강도 열연 강판에 있어서는, 높은 항복비와 우수한 구멍 확장성을 양립시키기 위해, 강 조직을 페라이트, 베이니틱 페라이트, 또는 베이나이트 등의 어느 단상으로 이루어지는 조직으로 하고, Mn, Si 등의 고용 강화 및/또는 Ti, Nb, V 등의 탄화물 혹은 Cu에 의한 석출 강화에 의해, 조직을 균일하게 강화하는 것이 검토되고 있다.

예를 들어, 특허문헌 1에는 실질적으로 페라이트 단상으로 이루어지는 조직에, Mo을 포함하는 Ti 탄화물을 균일하고 미세하게 분산시키는 것을 특징으로 한, 구멍 확장성이 우수한 고강도 열연 강판에 관한 기술이 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 1의 기술에서는, Mo이라는 극히 고가의 합금 원소의 첨가가 필수이므로, 경제적인 관점에서 양산에 적합하지 않다.

특허문헌 2에는 소정량의 Mn, Si를 함유하는 Ti 첨가 강에 대하여, 열연부터 권취까지의 사이의 냉각을 적절하게 제어하고, 조직을 페라이트 및 베이나이트로 한 후 TiC을 미세 석출시킴으로써 고강도 열연 강판의 신율과 신장 플랜지성을 향상시키는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 2에서는 서스펜션 부품에 적용되는 열연 강판에 필요한 특성의 하나인 항복비에 관해서는 전혀 고려되어 있지 않다. 또한, 석출 강화된 페라이트에 비하면 베이나이트는 저항복비를 나타내지만, 특허문헌 2의 기술에서는 50％의 베이나이트를 포함하는 것을 허용하고 있고, 높은 항복비를 유지할 수 없다고 유추된다. 또한, 특허문헌 2에 있어서 정의되어 있는 페라이트는 그 정의가 불명확하고, 폴리고날 페라이트가 아닌, 소위 베이니틱 페라이트나 의사 폴리고날 페라이트를 포함하고 있는 것이 생각된다. 그 이유로서, 특허문헌 2에서는, 또한 제1 냉각 정지 온도로서, 폴리고날 페라이트가 충분히 생성되지 않은 720℃ 이하의 온도 영역도 허용하고 있기 때문이다. 베이니틱 페라이트나 의사 폴리고날 페라이트는 폴리고날 페라이트보다도 낮은 항복비를 나타내는 조직이다.

특허문헌 3에는 Mn 함유량을 저감시키고, 또한 시멘타이트로서 석출하는 C의 비율을 제어함으로써, 인성 및 구멍 확장성을 향상시킨 Ti 첨가 고강도 열연 강판이 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 3의 열연 강판에서는 서스펜션 부품으로의 적용을 상정한 경우, 540㎫ 이상의 고강도강에 있어서, 예를 들어 75％ 이상이라는 높은 항복비는 얻어지고 있지 않다.

또한, 특허문헌 4에는 Mn 및 Si 함유량을 저감시키고, 또한 Ti과 B를 일정량 첨가함으로써 TiC의 조대화를 억제한, 구멍 확장성이 우수한 고강도 열연 강판에 관한 기술이 개시되어 있다. 그러나, B는 오스테나이트의 재결정을 억제하는 효과가 있으므로, 동일한 효과를 갖는 Ti과 복합 첨가하면, 열간 압연 시의 압연 가중이 현저하게 상승하고, 열연 밀에 대한 부하 증대를 초래한다. 그로 인해, 특허문헌 4의 기술은 조업 트러블을 일으킬 우려가 있다. 또한, B는 함유량이 수ppm 변동하는 것만으로 최종 제품의 강도가 크게 변화되므로, B의 함유를 필수로 하는 강은 양산에 적합하지 않다.

특허문헌 5에는 다량의 Si, Mn 및 Ti을 함유하는 강을 적절한 냉각 조건에서 냉각하고, 조직을 그래뉼라 베이니틱 페라이트 단상 조직으로 한, 높은 항복비와 우수한 구멍 확장성을 갖는 고강도 열연 강판이 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 5의 기술에서는 그래뉼라 베이니틱 페라이트 조직을 얻기 위해 다량의 Si, Mn을 함유시킬 필요가 있기 때문에, 합금 비용의 증대를 초래한다는 문제가 있다.

일본 특허 공개2002-322540호 공보 일본 특허 공개2007-009322호 공보 일본 특허 공개 평10-287949호 공보 일본 특허 공개 2012-026032호 공보 일본 특허 공개 2004-307919호 공보

본 발명은 상기와 같은 현상황을 감안하여 이루어졌다. 본 발명의 과제는 높은 항복비 및 우수한 구멍 확장성을 갖는 고강도 열연 강판을 제공하는 것이다. 본 발명에 있어서의 고강도란 인장 강도(TS)가 540㎫ 이상인 것을 가리킨다.

Ti은 비교적 저렴하고, 또한 미량의 함유로 현저한 석출 강화를 발현한다. 본 발명자들은 우수한 구멍 확장성을 달성하기 위해, 열연 강판의 조직을 폴리고날 페라이트 주체로 하는 것을 전제로 했다. 그리고, 본 발명자들은 우수한 구멍 확장성을 갖는 폴리고날 페라이트 주체 조직에 있어서, 강도를 향상시키기 위해, Ti의 석출 강화를 활용하는 것을 검토했다. 또한, 폴리고날 페라이트를 조직의 주체로 하고 Ti 석출물이 석출된 Ti 함유 고강도 열연 강판에 있어서, 구멍 확장성을 향상시키는 방법에 대하여 예의 검토를 행하였다. 그 결과, 이하의 지견을 얻었다.

본 발명자들은 폴리고날 페라이트가 주체인 조직을 갖는 강의 개개의 페라이트 입자의 마이크로 경도를 측정했다. 그 결과, 그 경도는 측정한 입자마다 유의미하게 다른 것을 알 수 있었다. 또한, 개개의 페라이트 입자의 경도의 변동을 작게 함으로써, 구멍 확장성을 현저하게 향상시킬 수 있는 것을 알아냈다.

또한, 본 발명자들은 구멍 확장성이 열위한 샘플의 폴리고날 페라이트 입자 내를, 투과형 전자 현미경을 사용하여 관찰했다. 그 결과, 페라이트의 특정 방위에 따라 신장한 비등축 형상의 Ti계 탄화물이 다수 석출되어 있고, 이것이 구멍 확장성에 악영향을 미치고 있는 것을 알아냈다. 종래, Ti 탄화물의 형상이 구멍 확장성에 영향을 미친다는 보고는 거의 없고, Ti계 탄화물의 형상이 구멍 확장성에 영향을 미치는 메커니즘은 명확하지 않다. 그러나, 등축 형상의 Ti계 탄화물과 비교하여, 비등축 형상의 Ti계 탄화물은 모상 페라이트와의 정합성이 높고, 그 주위에는 큰 정합 변형이 축적되어 있는 것이 추정되므로, 이 정합 변형이 구멍 확장 가공 중에 있어서의 균열의 전파를 조장함으로써, 구멍 확장성이 열화된다고 추정된다.

본 발명은 상기 지견에 기초하여 이루어졌다. 그 요지를 이하에 나타낸다.

(1) 본 발명의 일 형태에 관한 열연 강판은, 화학 조성이, 질량％로, C:0.010％ 내지 0.200％, Si:0.001％ 내지 2.50％, Mn:0.001％ 내지 1.50％, P:0.050％ 이하, S:0.010％ 이하, N:0.0070％ 이하, Al:0.001％ 내지 0.50％, Ti:0.050％ 내지 0.30％, V:0％ 내지 0.50％, Nb:0％ 내지 0.090％, Cr:0％ 내지 0.50％, Ni:0％ 내지 0.50％, Cu:0 내지 0.50％, Mo:0％ 내지 0.50％, B:0％ 내지 0.0050％, Ca:0％ 내지 0.01％, Mg:0％ 내지 0.01％, Bi:0％ 내지 0.01％를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물이고, 조직이, 면적률로, 80％ 이상의 폴리고날 페라이트와, 합계로 5％ 이하의 마르텐사이트 및 오스테나이트와, 합계로 5％ 이하의 펄라이트 및 시멘타이트를 함유하고, 잔부가 베이니틱 페라이트 및 베이나이트에서 선택되는 1종 이상이고, 판 두께 방향에 있어서 중심면으로부터 ±100㎛의 범위 내에 존재하는 임의의 50개의 상기 폴리고날 페라이트의 마이크로 경도의 표준 편차를 σHV로 했을 때, 상기 σHV가 30 이하이고, 상기 폴리고날 페라이트의 입자 내에 Ti 함유 탄화물이 5×10⁷개/㎟ 이상 존재하고, 상기 Ti 함유 탄화물 중 50％ 이상이, 짧은 변의 길이에 대한 긴 변의 길이의 비인 애스펙트비가 3 미만이고, 인장 강도가 540㎫ 이상이다.

(2) 상기 (1)에 기재된 열연 강판은, 상기 화학 조성이, 질량％로, V:0.010％ 내지 0.50％, Nb:0.001％ 내지 0.090％, Cr:0.001％ 내지 0.50％, Ni:0.001％ 내지 0.50％, Cu:0.001％ 내지 0.50％, Mo:0.001％ 내지 0.50％, B:0.0001％ 내지 0.0050％에서 선택되는 1종 이상을 함유해도 된다.

(3) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 열연 강판은, 상기 화학 조성이, 질량％로, Ca:0.0001％ 내지 0.01％, Mg:0.0001％ 내지 0.01％, Bi:0.0001％ 내지 0.01％에서 선택되는 1종 이상을 함유해도 된다.

(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 열연 강판은, 표면에 용융 아연 도금층을 가져도 된다.

본 발명의 상기 형태에 의하면, 높은 항복비 및 우수한 구멍 확장성을 갖는 고강도 열연 강판을 저렴하게 제조할 수 있다. 또한, 본 발명의 상기 형태에 관한 강판은, 자동차용 부품, 특히 서스펜션 부품 등에 있어서 다용되는 신장 플랜지 성형에 있어서도, 우수한 구멍 확장성을 갖는다. 그로 인해, 특히 자동차 분야에 있어서 차체의 경량화나 충돌 안전성 확보에 기여한다.

도 1은 열간 압연의 처리 패턴의 예를 도시하는 모식도이다.
도 2는 실시예 2에서 사용한 합금화 용융 아연 도금 라인에서의 열처리 패턴의 예를 도시하는 모식도이다.
도 3a는 실시예 1에서 측정된 폴리고날 페라이트의 마이크로 경도 분포의 일례를 도시하는 도면이다.
도 3b는 실시예 1에서 측정된 폴리고날 페라이트의 마이크로 경도 분포의 일례를 도시하는 도면이다.

이하에 본 발명의 일 실시 형태에 관한 고강도 열연 강판(이하, 본 실시 형태에 관한 열연 강판이라고 하는 경우가 있음)에 대하여 상세하게 설명한다.

본 실시 형태에 관한 열연 강판은,

(a) 화학 조성이, 질량％로, C:0.010％ 내지 0.200％, Si:0.001％ 내지 2.50％, Mn:0.001％ 내지 1.50％, P:0.050％ 이하, S:0.010％ 이하, N:0.0070％ 이하, Al:0.001％ 내지 0.50％, Ti:0.050％ 내지 0.30％를 함유하고, 또한 필요에 따라 V:0.50％ 이하, Nb:0.090％ 이하, Cr:0.50％ 이하, Ni:0.50％ 이하, Cu:0.50％ 이하, Mo:0.50％ 이하, B:0.0050％ 이하, Ca:0.01％ 이하, Mg:0.01％ 이하, Bi:0.01％ 이하에서 선택되는 1종 이상을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물이고,

(b) 조직이, 면적률로, 80％ 이상의 폴리고날 페라이트와, 합계로 5％ 이하의 마르텐사이트 및 오스테나이트와, 합계로 5％ 이하의 펄라이트 및 시멘타이트를 함유하고, 잔부가 베이니틱 페라이트 및 베이나이트에서 선택되는 1종 이상이고,

(c) 판 두께 방향에 있어서 중심면으로부터 ±100㎛의 범위 내에 존재하는 임의의 50개의 상기 폴리고날 페라이트의 마이크로 경도의 표준 편차를 σHV로 했을 때, 상기 σHV가 30 이하이고,

(d) 상기 폴리고날 페라이트의 입자 내에 Ti 함유 탄화물이 5×10⁷개/㎟ 이상 존재하고, 상기 Ti 함유 탄화물 중 50％ 이상이, 짧은 변의 길이에 대한 긴 변의 길이의 비인 애스펙트비가 3 미만이고,

(e) 인장 강도가 540㎫ 이상이다.

<강판의 화학 조성>

먼저, 본 실시 형태에 관한 열연 강판의 화학 조성을 한정하는 이유에 대하여 설명한다. 이하, 화학 조성을 규정하는 「％」는 모두 「질량％」이다.

[C:0.010％ 내지 0.200％]

C는 강판의 석출 강화 또는 고용 강화에 의한 고강도화를 위해 필수인 원소이다. 이 효과를 얻기 위해, C 함유량을 0.010％ 이상으로 한다. 바람직하게는 0.020％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.040％ 이상이다. 한편, C 함유량이 과잉이면 폴리고날 페라이트의 생성이 억제됨과 함께 시멘타이트가 형성되기 쉬워진다. 또한, 폴리고날 페라이트의 각 결정립의 경도차도 커지는 경향이 있다. 그 결과, 구멍 확장성이 열화된다. 또한 용접성도 현저하게 열화된다. 따라서, C 함유량을 0.200％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.130％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.110％ 이하이다.

[Si:0.001％ 내지 2.50％]

Si는 고용 강화 원소이고, 강판의 고강도화에 유효한 원소이다. 이 효과를 얻기 위해, Si 함유량을 0.001％ 이상으로 한다. 바람직하게는 0.01％ 이상, 보다 바람직하게는 0.04％ 이상이다. 한편, Si 함유량이 과잉이면, 섬형 스케일이 발생하여, 표면 품질이 열화된다. 따라서, Si 함유량을 2.50％ 이하로 한다. 바람직하게는 1.30％ 이하, 보다 바람직하게는 0.80％ 이하이다.

[Mn:0.001％ 내지 1.50％]

Mn은 강판의 강도 향상에 유효한 원소이다. 또한, 강 중의 S을 MnS으로서 고정함으로써, 고용 S에 의한 열간 취화를 억제하는 원소이다. 이들 효과를 얻기 위해, Mn 함유량을 0.001％ 이상으로 한다. 바람직하게는 0.10％ 이상, 보다 바람직하게는 0.45％ 이상이다. 한편, Mn 함유량이 과잉이면 오스테나이트로부터의 페라이트 변태가 지연되어 80면적％ 이상의 폴리고날 페라이트를 얻는 것이 곤란해지고, 구멍 확장성이 열화된다. 그로 인해, Mn 함유량을 1.50％ 이하로 한다. 바람직하게는 1.00％ 이하, 보다 바람직하게는 0.80％ 이하이다.

[P:0.050％ 이하]

P은 불순물로서 함유되는 원소이고, 강판의 용접성 및 인성을 열화시킨다. 그로 인해, P 함유량은 적은 편이 바람직하다. 그러나, P 함유량이 0.050％를 초과한 경우에 상기 영향이 현저해지므로, 용접성 및 인성의 열화가 현저하지 않은 범위로서, P 함유량을 0.050％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.020％ 이하, 보다 바람직하게는 0.010％ 이하이다.

[S:0.010％ 이하]

S은 불순물로서 함유되는 원소이고, 강 중에서 MnS을 형성하고, 강판의 구멍 확장성을 열화시킨다. 그로 인해, S 함유량은 적은 편이 바람직하다. 그러나, S 함유량이 0.010％를 초과한 경우에 상기 영향이 현저해지므로, 구멍 확장성의 열화가 현저하지 않은 범위로서, S 함유량을 0.010％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.0050％ 이하, 보다 바람직하게는 0.0020％ 이하이다.

[N:0.0070％ 이하]

N는 불순물로서 함유되는 원소이고, 강 중에 조대한 질화물을 형성하여 강판의 구멍 확장성을 현저하게 열화시킨다. 그로 인해, N 함유량은 적은 편이 바람직하다. 그러나, N 함유량이 0.0070％를 초과한 경우에 상기 영향이 현저해지므로, 구멍 확장성의 열화가 현저하지 않은 범위로서, N 함유량을 0.0070％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.0050％ 이하이다.

[Al:0.001％ 내지 0.50％]

Al은 강의 탈산에 유효한 원소이다. 이 효과를 얻기 위해, Al 함유량을 0.001％ 이상으로 한다. 한편, Al 함유량이 0.50％를 초과해도, 효과가 포화될뿐만 아니라 비용 증가를 초래한다. 그로 인해, Al 함유량을 0.50％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.20％ 이하, 보다 바람직하게는 0.10％ 이하이다.

[Ti:0.050％ 내지 0.30％]

Ti은 강 중에서 탄화물을 형성하고, 페라이트를 균일하게 석출 강화하는 원소이다. 또한, TiC으로서 석출함으로써 고용 C양을 저감하고, 구멍 확장성을 열화시키는 시멘타이트의 석출을 저해하는 효과를 갖는 원소이기도 하다. 그로 인해, 본 실시 형태에 관한 열연 강판에 있어서 특히 중요한 원소이다. Ti 함유량이 0.050％ 미만에서는 그 효과는 충분하지 않으므로, Ti 함유량을 0.050％ 이상으로 한다. 바람직하게는 0.100％ 이상, 보다 바람직하게는 0.130％ 이상이다. 한편, Ti 함유량이 0.30％를 초과하면, 인성이 현저하게 열화됨과 함께 불필요한 비용 증가를 초래한다. 그로 인해, Ti 함유량을 0.30％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.25％ 이하, 보다 바람직하게는 0.20％ 이하이다.

본 실시 형태에 관한 열연 강판은 상기 화학 성분을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 것을 기본으로 한다. 그러나, 강도나 구멍 확장성을 높이기 위해, Fe의 일부 대신에, 이하에 나타내는 범위에서, V, Nb, Cr, Ni, Cu, Mo, B, Ca, Mg, Bi에서 선택되는 1종 이상을 더 함유해도 된다. 단, 이것들의 원소는 반드시 함유시킬 필요는 없으므로, 그 하한은 0％이다. 여기서, 불순물이란, 강재를 공업적으로 제조할 때에, 광석, 스크랩 등의 원료, 그 밖의 요인에 의해 혼입되는 성분을 의미한다.

[V:0.010％ 내지 0.50％]

V은 Ti과 마찬가지로 강 중에서 탄화물을 형성하는 원소이다. 또한, V은 Ti보다도 오스테나이트 중의 용해도 곱이 크고, 강판의 고강도화에는 유효한 원소이다. 그로 인해, Ti과 비교하여 고가이지만, 필요에 따라 함유시켜도 된다. V 함유량이 0.010％ 미만에서는 상기 효과가 충분히 얻어지지 않으므로, 상기 효과를 얻는 경우, V 함유량을 0.010％ 이상으로 한다. 바람직하게는 0.070％ 이상, 보다 바람직하게는 0.140％ 이상이다. 한편, V 함유량이 과잉이 되면 비용 상승을 초래하므로, V를 함유시키는 경우라도 V 함유량을 0.50％ 이하로 한다.

[Nb:0.001％ 내지 0.090％]

Nb는, Ti과 마찬가지로 강 중에서 탄화물을 형성하고, 강판의 고강도화에 유효한 원소이다. 그로 인해, Ti과 비교하여 고가이지만, 필요에 따라 함유시켜도 된다. Nb 함유량이 0.001％ 미만에서는, 상기 효과가 충분히 얻어지지 않으므로, 상기 효과를 얻는 경우, Nb 함유량을 0.001％ 이상으로 한다. 한편, Nb 함유량이 과잉이면 강판의 소성 이방성이 증대되고, 구멍 확장성이 열화된다. 따라서, Nb를 함유시키는 경우라도, Nb 함유량을 0.090％ 이하로 한다.

[Cr:0.001％ 내지 0.50％]

[Ni:0.001％ 내지 0.50％]

[Cu:0.001％ 내지 0.50％]

[Mo:0.001％ 내지 0.50％]

[B:0.0001％ 내지 0.0050％]

Cr, Ni, Cu, Mo, B는 모두 강판의 고강도화에 유효한 원소이다. 그로 인해 필요에 따라 단독으로, 또는 2종 이상을 복합으로 함유시켜도 된다. 상기 효과를 얻기 위해서는, 각각, Cr:0.001％ 이상, Ni:0.001％ 이상, Cu:0.001％ 이상, Mo:0.001％ 이상, B:0.0001％ 이상으로 할 필요가 있다. 한편, 이것들의 원소는 Mn과 마찬가지로 열간 압연 후의 페라이트 변태를 지연시킨다. 그로 인해, 함유량이 과잉이면 열연 강판의 조직에 있어서 면적률로 80％ 이상의 폴리고날 페라이트를 얻는 것이 곤란해지고, 열연 강판의 구멍 확장성이 열화된다. 따라서, 각 원소를 함유시키는 경우라도, 그 함유량을 각각, Cr:0.50％ 이하, Ni:0.50％ 이하, Cu:0.50％ 이하, Mo:0.50％ 이하, B:0.0050％ 이하로 한다. 바람직하게는 Cr:0.20％ 이하, Ni:0.20％ 이하, Cu:0.20％ 이하, Mo:0.09％ 이하, B:0.0040％ 이하이다.

[Ca:0.0001％ 내지 0.01％]

[Mg:0.0001％ 내지 0.01％]

[Bi:0.0001％ 내지 0.01％]

Ca 및 Mg은 강 중 개재물의 미세 분산화에 기여하는 원소이고, Bi는 강 중에 있어서의 Mn, Si 등의 치환형 합금 원소의 마이크로 편석을 경감하는 원소이다. 어떤 원소든, 강판의 구멍 확장성 향상에 기여하므로, 필요에 따라 단독으로 또는 2종 이상을 복합으로 함유시켜도 된다. 상기 효과를 얻기 위해서는, 각각 0.0001％ 이상 함유시키는 것이 필요하다. 한편, 이것들의 원소의 함유량이 과잉이면 연성이 열화되므로, 함유시키는 경우라도, 각 원소의 함유량은 각각 0.01％ 이하로 한다.

<열연 강판의 조직>

이어서, 본 실시 형태에 관한 열연 강판의 조직을 한정한 이유에 대하여 설명한다.

[폴리고날 페라이트의 면적률:80％ 이상]

폴리고날 페라이트는 구멍 확장성의 향상에 유효한 조직이다. 구멍 확장성 확보를 위해 폴리고날 페라이트의 면적률을 80％ 이상으로 한다. 바람직하게는 90％ 이상, 보다 바람직하게는 95％ 이상이다. 폴리고날 페라이트의 면적률은 100％여도 되고, 즉, 본 실시 형태에 관한 열연 강판은 폴리고날 페라이트 단상이어도 된다.

[마르텐사이트 및 오스테나이트의 면적률의 합계:5％ 이하]

마르텐사이트 및 오스테나이트의 면적률이 합계로 5％를 초과하면 구멍 확장성이 현저하게 열화된다. 그로 인해 마르텐사이트 및 오스테나이트의 면적률의 합계를 5％ 이하로 한다. 바람직하게는 2％ 이하이다. 또한, 합계의 면적률이 0％(즉, 마르텐사이트 및 오스테나이트가 함유되지 않음)여도 된다. 또한, 여기서 말하는 오스테나이트란, 소위 잔류 오스테나이트이다.

[펄라이트 및 시멘타이트의 면적률의 합계:5％ 이하]

펄라이트 및 시멘타이트의 면적률이 합계로 5％를 초과하면 구멍 확장성이 현저하게 열화된다. 그로 인해, 펄라이트 및 시멘타이트의 면적률을 합계로 5％ 이하로 한다. 바람직하게는 3％ 이하, 보다 바람직하게는 1％ 이하이다. 또한, 합계의 면적률이 0％(즉, 펄라이트 및 시멘타이트가 함유되지 않음)여도 된다.

[잔부의 조직]

상기 이외의 잔부의 조직은 베이니틱 페라이트 및 베이나이트에서 선택되는 1종 이상이다. 단, 상기 조직 합계 면적률이 100％인 경우, 베이니틱 페라이트 및 베이나이트는 포함되지 않는다.

상기 조직은 열연 강판으로부터 잘라낸 시료를 에칭에 의해 조직을 현출시킨 후, 그 조직 사진으로부터 동정할 수 있다.

확산적 기구에 의해 생성되는 폴리고날 페라이트는 입자 내에 내부 구조를 갖지 않고, 또한 입계가 직선 또는 원호상이 된다. 한편, 베이니틱 페라이트나 베이나이트는 내부 구조를 갖고, 또한 입계 형상이 침상이고, 폴리고날 페라이트와는 명확하게 다른 조직을 갖고 있다. 그로 인해, 폴리고날 페라이트와, 베이나이트 또는 베이니틱 페라이트는, 나이탈로 에칭 후에 광학 현미경을 사용하여 얻어진 조직 사진으로부터, 입계 형상 및 내부 구조의 유무에 의해 판단할 수 있다. 내부 구조가 명확하게 나타나지 않고, 또한 입계 형상이 침상인 조직(의사 폴리고날 페라이트)이 존재하는 경우는 베이니틱 페라이트로서 카운트한다.

또한, 시멘타이트 및 펄라이트는 검게 에칭되는 점에서 명확하게 조직을 식별하는 것이 가능하다.

또한, 레펠러 부식한 시료를 사용하여, 광학 현미경으로 얻어진 조직 사진에 대하여, 화상 해석을 행함으로써, 잔류 오스테나이트와 마르텐사이트의 합계 면적률을 산출할 수 있다.

본 실시 형태에 있어서, 강판의 조직은 강판의 대표적인 조직을 나타내는, 판 두께의 1/4 깊이의 위치에서 관찰한다.

[판 두께 방향에 있어서 중심면으로부터 ±100㎛의 범위 내에 존재하는 임의의 50개의 폴리고날 페라이트의, 마이크로 경도의 표준 편차 σHV:30 이하]

상술한 바와 같이, 개개의 페라이트 입자의 경도의 변동을 작게 함으로써, 열연 강판의 구멍 확장성을 현저하게 향상시킬 수 있다. 구체적으로는, 판 두께 방향에 있어서, 중심면(강판의 판 두께 중앙부를 포함하고, 판 두께 방향과 수직으로 교차하는 면)으로부터 ±100㎛의 범위 내에 존재하는 임의의 50개의 폴리고날 페라이트의 경도(마이크로 경도)를 측정하고, 그 마이크로 경도의 표준 편차를 σHV로 했을 때, σHV를 30 이하로 함으로써 우수한 구멍 확장성이 얻어진다. 그로 인해, σHV를 30 이하로 한다. 표준 편차는 작은 쪽이 양호하므로, σHV의 하한은 0이다.

σHV의 구체적인 측정 방법을 이하에 설명한다. 경도 측정용 시료로서는, 강판의 압연 방향 단면을 경면 연마하고, 또한 표층의 가공층을 제거하기 위해 콜로이달 실리카를 사용하여 화학적 연마를 행하고, 그 후 나이탈 부식하여 입계를 현출한 것을 사용한다. 마이크로 경도는 미소 경도 측정 장치(상품명:FISCHERSCOPEHM2000 XYp)를 사용하여, 판 두께 방향에 있어서 중심면으로부터 ±100㎛의 범위 내에 존재하는 랜덤하게 선택한 50개의 폴리고날 페라이트(각 결정립)에 대하여, 꼭지각 136°의 사각뿔 형상의 비커스 압자를, 그 압흔이 페라이트 입계에 겹치지 않도록 입자 내에 압입함으로써 측정한다. 압입 하중은 20N으로 한다. 얻어진 50개의 데이터로부터, 마이크로 경도의 표준 편차 σHV를 구한다.

[폴리고날 페라이트의 입자 내에 존재하는 Ti 함유 탄화물:5×10⁷개/㎟ 이상]

[폴리고날 페라이트 입자 내에 존재하는 Ti 함유 탄화물의 50％ 이상이, 긴 변/짧은 변의 애스펙트비로 3 미만]

본 실시 형태에 관한 열연 강판에서는 폴리고날 페라이트의 입자 내에, 5×10⁷개/㎟ 이상의 Ti 함유 탄화물이 포함된다. 5×10⁷개/㎟ 이하에서는 석출 강화가 불충분하고 강도 부족이 된다. 한편, 상한을 규정할 필요는 없지만, 통상, 상술한 성분 범위라면, 1×10¹¹개/㎟보다도 많아지는 경우는 없다.

또한, 이 폴리고날 페라이트의 입자 내에 존재하는 Ti 함유 탄화물 중, 개수 비율로 50％ 이상을, 짧은 변의 길이에 대한 긴 변의 길이의 비(긴 변/짧은 변으로 표현되는 애스펙트비)가 3 미만인 탄화물로 함으로써, 우수한 구멍 확장성이 얻어진다. 바람직하게는 긴 변/짧은 변의 애스펙트비가 3 미만인 Ti 함유 탄화물이 폴리고날 페라이트의 입자 내에 존재하는 Ti 함유 탄화물 중 2/3 이상이다. 애스펙트비가 3 미만인 Ti 함유 탄화물의 비율은 100％여도 된다.

애스펙트비가 3 미만인 Ti 함유 탄화물의 비율은 전자선의 입사 방위를 모상 페라이트의 <001>과 평행으로 하고, 투과형 전자 현미경(배율:200,000배)에 의해 Ti 함유 탄화물을 적어도 100개 이상 관찰했을 때, 관찰된 Ti 함유 탄화물의 총 수에 대하여, 긴 변/짧은 변의 애스펙트비가 3 미만인 탄화물을 구함으로써 얻어진다.

본 실시 형태에 있어서, Ti 함유 탄화물이란, Ti을 포함하는 탄화물이고, V, Nb의 1종 이상을 더 함유해도 된다. 즉, Ti 함유 탄화물의 결정 구조(NaCl 구조)를 갖고, 또한 Ti의 위치의 일부가 V 또는 Nb로 치환되어 있는 상태도 포함하는 것으로 한다.

[용융 아연 도금층]

본 실시 형태에 관한 열연 강판은 그 표면 상에, 공지의 용융 아연 도금층을 갖고 있어도 된다. 용융 아연 도금층은 합금화된 합금화 용융 아연 도금층이어도 된다. 용융 아연 도금층을 갖고 있는 경우, 녹의 발생이 억제되므로, 열연 강판의 내식성이 향상된다.

<강판의 기계 특성>

[인장 강도(TS):540㎫ 이상]

[인장 강도(TS)와 0.2％ 내력(YS)의 비(항복비):75％ 이상]

[인장 강도(TS)와 JFST1001로 규정되는 구멍 확장률(λ)의 곱(TSㆍλ):50000㎫ㆍ％ 이상]

근년의 자동차용 고강도 열연 강판에 요구되는 엄격한 성능을 만족시키기 위해서는, 그 기계적 특성으로서 인장 강도 TS가 540㎫ 이상이며, 또한 인장 강도 TS와 0.2％ 내력 YS의 비[YR(항복비)]가 75％ 이상이며, 또한 인장 강도 TS와 JFST1001로 규정되는 구멍 확장률 λ의 곱(TSㆍλ)이 50000㎫ㆍ％ 이상인 것이 바람직하다. 본 실시 형태에 관한 열연 강판에서는 화학 조성 및 조직을 제어함으로써, 상기와 같이 높은 인장 강도, 항복비 및 인장 강도-구멍 확장성 밸런스(TSㆍλ)를 모두 구비하는 것을 목표로 한다.

인장 강도는 바람직하게는 590㎫ 이상이다. 또한, 인장 강도는 1180㎫ 초과가 되면, 용접부의 피로 특성이 열화되므로, 1180㎫ 이하가 바람직하다.

이어서, 본 실시 형태에 관한 열연 강판을 얻는 데 바람직한 제조 방법에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 관한 열연 강판은 이하의 (A) 내지 (D)의 공정을 포함하는 제조 방법에 의하면, 안정적으로 제조할 수 있으므로 바람직하다.

(A) 상술한 범위의 화학 조성을 갖는 용강으로부터 얻어진 슬래브를 1200℃ 정도로 가열하고,

(B) 가열된 슬래브를 1050℃ 이상 1150℃ 이하에서의 누적 압하율이 50％ 이상이 되도록 조압연을 행하고,

(C) 조압연 후의 강판을, 1050℃ 이하에서의 누적 압하율이 20％ 내지 80％, 최종 패스의 압하율이 15％ 내지 35％이며, 또한 최종 패스의 온도(마무리 온도)가 930℃ 이상이 되도록 마무리 압연을 행하고,

(D) 그 후, 열연 강판을, i) 1차 냉각으로서, 마무리 압연 최종 패스 온도 내지 MT(720℃≤MT≤830℃)의 온도 영역을, 평균 냉각 속도가 30℃/s 이상이 되는 조건에서 냉각하고, 그 후, ii) 2차 냉각으로서, MT 내지 Tx(720℃≤Tx<MT)의 온도 영역을, 평균 냉각 속도가 10℃/s 이하가 되는 조건에서, t(초)＝5ㆍ[Mn]²으로 규정되는 t초간 이상 냉각을 행하고(여기서, [Mn]은 단위 질량％에 의한 Mn 함유량임), 계속해서, iii) 3차 냉각으로서, 2차 냉각 종료 온도인 Tx 내지 CT(450℃≤CT≤650℃)의 온도 영역을, 평균 냉각 속도가 30℃/s 이상이 되는 조건에서 냉각하고, CT까지 냉각한 후, 열연 강판을 권취한다.

이하, 그 이유에 대하여 설명한다.

<가열 공정>

가열 공정에서는 상기와 같은 화학 조성을 갖는 슬래브를 1200℃ 정도로 가열한다. 폴리고날 페라이트 입자 내에 있어서의 Ti 함유 탄화물의 석출 밀도, Ti, Nb, V 등의 탄화물 형성 원소의 고용 상태에 영향을 미치고, 조대한 탄화물의 형성을 억제하는 관점에서, 원하는 성능을 얻기 위해서는, 가열 온도는 1150℃ 내지 1250℃의 온도 범위로 하는 것이 바람직하다.

<조압연 공정>

가열된 슬래브는 조압연 공정 및 마무리 압연 공정으로 이루어지는 열간 압연 공정을 거쳐서 열연 강판이 된다. 본 실시 형태에 관한 열연 강판의 제조 시에는 조압연 및 마무리 압연의 각각의 공정에 있어서, 온도, 압하율 등을 제어하는 것이 바람직하다.

열간 압연의 조압연 공정에 있어서는, 1050℃ 내지 1150℃에서의 누적 압하율을 50％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 1050℃ 내지 1150℃에서의 누적 압하율이 50％를 하회하면 조직이 불균일해지고, σHV가 커져 구멍 확장성이 저하되는 경우가 있다. 본 발명에 있어서의 누적 압하율이란, 최초의 패스 전의 입구 판 두께를 기준으로 하고, 이 기준에 대한 누적 압하량(압연에 있어서의 최초의 패스 전의 입구 판 두께와 압연에 있어서의 최종 패스 후의 출구 판 두께의 차)의 백분율이다. 또한, 누적 압하율은 조압연, 마무리 압연에서 각각 따로 산출한다. 즉, 조압연에 있어서의 누적 압하율은 조압연에 있어서의 최초의 패스 전의 입구 판 두께와 조압연에 있어서의 최종 패스 후의 출구 판 두께의 차의 백분율이고, 마무리 압연에 있어서의 누적 압하율은 마무리 압연에 있어서의 최초의 패스 전의 입구 판 두께와 마무리 압연에 있어서의 최종 패스 후의 출구 판 두께의 차의 백분율이다.

<마무리 압연 공정>

열간 압연의 마무리 압연 공정에 있어서, 1050℃ 이하에서의 누적 압하율은 20％ 내지 80％로 하는 것이 바람직하다. 1050℃ 이하에서의 누적 압하율이 80％를 초과하면 최종적으로 얻어지는 열연 강판의 조직의 이방성이 현재화된다. 이 경우, σHV가 커져 구멍 확장성이 저하되는 경우가 있다. 이것은 페라이트 입자의 결정 방위의 치우침이 경도차를 조장하고 있는 것에 기인하는 것이라고 추측된다. 한편, 1050℃ 이하에서의 누적 압하율이 20％를 하회하면, 오스테나이트 입경이 조대화됨과 함께 오스테나이트로의 변형의 축적이 부족한 것에 의해, 마무리 압연 후의 페라이트 변태가 억제되고, 최종적으로 얻어지는 폴리고날 페라이트 분율 및 폴리고날 페라이트의 마이크로 경도의 표준 편차가 원하는 범위로부터 벗어나, 구멍 확장성이 열화될 가능성이 높아진다.

[최종 패스의 압하율:15％ 내지 35％]

최종 패스의 압하율은 15％ 내지 35％로 하는 것이 바람직하다. 최종 패스의 압하율이 35％를 초과하면 조직의 이방성이 현재화되고, 그 결과, σHV가 커져 구멍 확장성이 저하되는 경우가 있다. 그로 인해 최종 패스의 압하율을 35％ 이하로 한다. 보다 바람직하게는 25％ 이하이다. 한편, 최종 패스의 압하율이 15％를 하회하면 오스테나이트로의 변형의 축적이 부족하고, 마무리 압연 후의 페라이트 변태가 억제되어, 최종적으로 얻어지는 폴리고날 페라이트 분율 및 폴리고날 페라이트의 마이크로 경도의 표준 편차가 원하는 범위로부터 벗어나, 구멍 확장성이 열화될 가능성이 높아진다.

[마무리 온도:930℃ 이상]

마무리 온도(마무리 압연의 최종 패스 후의 강판 온도)는 930℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 마무리 온도가 930℃를 하회하면 최종적으로 얻어지는 열연 강판에 있어서 조직의 이방성이 현재화되기 쉽고, 그 결과 σHV가 커져 구멍 확장성이 저하될 가능성이 높아진다. 한편, 처리 온도가 높아짐에 따라, 오스테나이트 입경이 조대화됨과 함께 오스테나이트로의 변형의 축적이 부족한 것에 의해 마무리 압연 후의 페라이트 변태가 억제되고, 최종적으로 얻어지는 폴리고날 페라이트 분율 및 폴리고날 페라이트의 마이크로 경도의 표준 편차가 확대되고, 구멍 확장성이 열화될 가능성이 높아진다. 그로 인해, 처리 온도의 상한을 1000℃ 정도로 하는 것이 바람직하다.

<냉각 공정>

상기 마무리 압연 후, 열연 강판에 냉각을 실시한다.

마무리 압연 최종 패스 온도 내지 720℃의 온도 영역에서는, i) 페라이트 중에 석출되는 Ti 함유 탄화물의 성장(조대화)에 의한, 폴리고날 페라이트의 입자 내에 있어서의 Ti 함유 탄화물 밀도의 변화 및 ii) 폴리고날 페라이트 입자 내에 존재하는 Ti 함유 탄화물의 긴 변/짧은 변의 애스펙트비의 변화가 커진다. 그로 인해, 마무리 압연 최종 패스 온도 내지 720℃의 온도 영역에 있어서의 평균 냉각 속도를 30℃/s로 하는 것이 원하는 성능을 얻는 데 효과적이다.

또한, 상기 냉각 후, 830℃ 내지 720℃의 온도 영역에 있어서, 함유 Mn양에 따라 결정되는 원하는 시간, 열연 강판을 낮은 평균 냉각 속도로 냉각하는 것은, 페라이트 변태 및 Ti 함유 탄화물의 석출을 촉진하고, 최종적으로 얻어지는 폴리고날 페라이트 분율 및 폴리고날 페라이트의 마이크로 경도의 표준 편차를 원하는 범위로 하는 데 효과적이다.

그 후, 또한 냉각을 행한 후, 열연 강판을 권취한다. 그때, 냉각 속도가 30℃/s 미만이거나, 권취 온도가 650℃ 초과이면, 냉각 중 또는 권취 후에, 열연 강판 중의 Ti 함유 탄화물이 과도하게 조대화되어, 원하는 강도를 확보하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 한편, 권취 온도를 450℃ 미만으로 한 경우, 권취 온도 제어 정밀도가 저하되므로 바람직하지 않다. 따라서, 권취 온도를 450 내지 650℃의 범위로 하고, 또한 권취 온도까지를 소정의 평균 냉각 속도 이상으로 냉각하는 것이 효과적이다.

즉, 마무리 압연 후의 냉각 공정에서는 마무리 압연 후의 열연 강판을, i) 1차 냉각으로서, 마무리 압연 최종 패스 온도 내지 MT(720℃≤MT≤830℃)의 온도 영역을, 평균 냉각 속도가 30℃/s 이상이 되는 조건에서 냉각하고, 그 후, ii) 2차 냉각으로서, MT 내지 Tx(720℃≤Tx<MT)의 온도 영역을, 평균 냉각 속도가 10℃/s 이하가 되는 냉각 조건에서, 이하의 식 (1)로 규정되는 t초간 이상 냉각을 행하고, 계속해서, iii) 3차 냉각으로서, 2차 냉각 종료 온도(Tx)로부터 CT(450℃≤CT≤650℃)의 온도 영역을, 평균 냉각 속도가 30℃/s 이상이 되는 냉각 조건에서 냉각하고, 450 내지 650℃의 온도 영역에서 권취하는 것이 바람직하다.

<식 1>

[t(초)＝5ㆍ[Mn]²]

여기서, [Mn]은 단위 질량％에 의한 Mn 함유량이다.

본 실시 형태에 관한 열연 강판을 제조하는 경우, 필요에 따라 추가로 이하의 공정을 구비해도 된다.

<도금 공정>

권취 공정 후에, 상기 열연 강판에 용융 아연 도금 처리를 실시하는 용융 아연 도금 공정을 구비해도 된다. 용융 아연 도금 처리를 실시함으로써 강판 표면에 도금층을 형성하고, 강판의 내식성을 향상시킬 수 있다. 또한, 용융 아연 도금 처리 후, 합금화 처리를 실시함으로써, 강판 표면에 합금화 용융 아연 도금층을 형성 해도 된다. 또한 그 때, 강판의 강도 저하를 억제하기 위해, 용융 아연 도금 침지 전의 어닐링 중에 있어서의 최고 가열 온도는 800℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 그 밖의 용융 아연 도금 조건에 대해서는 통상법에 따르면 된다.

<그 밖의 공정>

본 실시 형태에 관한 열연 강판에서는, 통상법에 따라, 열간 압연 공정 후에 산세를 행해도 된다. 또한, 산세 전 또는 산세 후에 있어서, 평탄 교정이나 스케일 박리 촉진을 위해 스킨 패스 압연을 실시해도 된다. 스킨 패스 압연을 실시하는 경우의 신장률은 특별히 규정하지 않지만, 0.1％ 이상 3.0％ 미만으로 하는 것이 바람직하다.

실시예

이하에 본 발명의 실시예를 설명한다.

[실시예 1]

표 1에 나타내는 화학 조성을 갖는 강을 실험실에서 용제하여 슬래브를 주조하고, 도 1에 도시하는 패턴으로 가열, 열간 압연, 냉각, 권취를 행하였다. 이때, 각 공정에서의 조건은 표 2에 나타낸 바와 같다. 표 2에 있어서, SRT, R1, R2, R3, FT, MT, t, CT는 각각 이하를 나타내고 있다.

SRT: 슬래브 가열 온도

R1:1050℃ 이상 1150℃ 이하에서의 누적 압하율

R2:1050℃ 이하에서의 누적 압하율

R3:최종 마무리 패스에서의 압하율

FT:마무리 압연 온도

MT:1차 냉각 정지 온도

t:2차 냉각 시간

CT:권취 온도

이와 같이 하여 얻어진 열연 강판을 산세하고, 표 3 중의 처리라고 기재된 란에 도금이라고 나타나 있는 조건에 대해서는 용융 아연 도금을 실시한 후, 열연 강판의 압연 직각 방향으로부터 JIS5호 인장 시험편을 채취했다. 이 시험건을 사용하여, 인장 시험을 행하고, 항복 강도(YS), 인장 강도(TS), 항복비(YR), 전체 신율(EL)을 측정했다.

또한, 일본 철강 연맹 규격의 「JFS T1001 구멍 확장 시험 방법」에 준하여 구멍 확장 시험을 행하고, 구멍 확장률(λ)을 측정했다.

또한, 열연 강판의 압연 방향 단면을 포함하는 시료를 채취하고, 이 시료의 압연 방향 단면에 상당하는 면을 나이탈액에 의해 부식 후, 광학 현미경 혹은 주사형 전자 현미경을 사용하여 판 두께의 1/4 깊이의 위치에 있어서 300㎛×300㎛의 시야에서 얻어진 조직 사진을 촬영하고, 조직 동정을 행하였다. 얻어진 조직 사진으로부터, 포인트 카운팅법에 의해 각 조직의 면적률을 산출했다. 폴리고날 페라이트 및 베이나이트, 베이니틱 페라이트는 입계 형상 및 내부 구조의 유무에 따라 판단하고, 검게 에칭된 조직을 시멘타이트 및 펄라이트라고 식별했다. 또한, 레펠러 부식한 시료를 사용하여, 광학 현미경으로 얻어진 조직 사진에 대하여, 화상 해석을 행함으로써, 잔류 오스테나이트와 마르텐사이트의 합계 면적률을 산출했다.

또한, 각 열연 강판으로부터 박막 시료를 채취하고, 투과형 전자 현미경(배율:200,000배)을 사용하여 페라이트 입자 내에 석출한 Ti, V, Nb의 1종 이상을 함유하는 탄화물을 관찰하고, 개수 밀도와 애스펙트비가 3 이하인 비율을 구했다.

또한, 80면적％ 이상의 폴리고날 페라이트가 얻어진 강에 대하여, 마이크로 경도의 표준 편차를 전술한 방법에 의해 측정했다. 도 3a에 시험 번호 14의, 도 3b에 시험 번호 15의 마이크로 경도의 측정 결과를, 일례로서 각각 나타낸다.

얻어진 결과를 표 3 및 4에 나타낸다. 표 3 및 4 중, Vα, VPθ, VMA, B, BF, σHV은 이하를 나타내고 있다. 조직의 공란은 관찰되지 않은 것을 나타낸다.

Vα:페라이트의 면적률

VPθ:펄라이트 및 시멘타이트의 합계 면적률

VMA:마르텐사이트 및 오스테나이트의 합계 면적률

B, BF:베이나이트 및 베이니틱 페라이트

σHV:페라이트 마이크로 경도의 표준 편차

시험 번호 1 내지 3, 5 내지 6, 11, 17 내지 19, 22, 25 내지 34는 화학 조성 및 조직이 모두 본 발명이 규정하는 범위 내이기 때문에 원하는 기계 특성이 얻어지고 있다. 한편, 시험 번호 4, 10, 12 내지 16, 20 내지 21, 24, 36은 σHV가 본 발명이 규정하는 상한을 초과하고 있고, 그 결과, 원하는 기계 특성이 얻어지고 있지 않다. 시험 번호 7, 8, 18, 36은 폴리고날 페라이트의 면적률이 본 발명이 규정하는 하한을 하회하고 있고, 그 결과, 원하는 기계 특성이 얻어지고 있지 않다. 시험 번호 9는 마르텐사이트와 오스테나이트의 면적률의 합계가 본 발명이 규정하는 상한을 상회하고 있고, 그 결과, 원하는 기계 특성이 얻어지고 있지 않다. 시험 번호 36, 38은 펄라이트와 시멘타이트의 면적률의 합계가 본 발명이 규정하는 상한을 상회하고 있고, 그 결과, 원하는 기계 특성이 얻어지고 있지 않다.

또한, 시험 번호 7, 8, 12, 23, 24, 35, 38에서는 탄화물 개수 밀도가 적고, 또한 시험 번호 7, 8, 12, 23, 24, 36에서는 애스펙트비 3 이하의 Ti 함유 탄화물의 비율이 많게 되어 있고, 원하는 기계 특성이 얻어지고 있지 않다.

시험 번호 37은 인성이 낮고, 시험편 가공 시에 파단했기 때문에, 시험을 행할 수 없었다.

[실시예 2]

이어서 표 1에 나타내는 화학 조성을 갖는 강 중 A 내지 C 및 G, H의 5강종에 대하여, 도 1에 도시하는 열간 압연 및 냉각을 실시했다. 그 후, 탈스케일 처리를 실시하고, 냉간 압연을 실시하지 않고, 연속 열처리 시뮬레이터를 사용하여, 도 2에 도시하는 패턴의 합금화 용융 아연 도금 라인을 모의한 열처리를 실시했다. 이때, 각 공정에서의 조건은 표 5에 나타낸 바와 같다. 표 5에 있어서, RA, LTH, DIP, GA는 이하를 나타내고 있다.

RA:최고 가열 온도

LTH:저온 유지 온도

DIP:Zn욕 온도

GA:합금화 온도

이와 같이 하여 얻어진 열연 강판으로부터, 압연 직각 방향으로부터 JIS5호 인장 시험편을 채취했다. 이 시험건을 사용하여, 인장 시험을 행하고, 항복 강도(YS), 인장 강도(TS), 항복비(YR), 전체 신율(EL)을 측정했다. 또한, 일본 철강 연맹 규격의 「JFS T1001 구멍 확장 시험 방법」에 준하여 구멍 확장 시험을 행하고, 구멍 확장률(λ)을 측정했다.

또한, 강판의 압연 방향 단면을 포함하는 시료를 채취하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 각 조직의 면적률을 산출했다.

또한, 각 열연 강판으로부터 박막 시료를 채취하고, 투과형 전자 현미경(배율:200,000배)을 사용하여 페라이트 입자 내에 석출한 Ti, V, Nb의 1종 이상을 함유하는 탄화물을 관찰하고, 개수 밀도와 애스펙트비가 3 이하인 비율을 구했다. 80면적％ 이상의 폴리고날 페라이트가 얻어진 강에 대하여, 마이크로 경도의 표준 편차를 전술한 방법에 의해 측정했다.

얻어진 결과를 표 6에 나타낸다. 시험 번호 39 내지 42, 44 내지 47은 화학 조성 및 조직이 모두 본 발명이 규정하는 범위 내이고, 원하는 기계 특성이 얻어지고 있다. 한편, 시험 번호 43은 σHV가 본 발명이 규정하는 상한을 초과하고 있고, 그 결과, 원하는 기계 특성이 얻어지고 있지 않다. 시험 번호 48은 폴리고날 페라이트 면적률이 본 발명이 규정하는 하한을 하회하고 있고, 그 결과, 원하는 기계 특성이 얻어지고 있지 않다.

본 발명에 따르면, 높은 항복비 및 우수한 구멍 확장성을 갖는 고강도 열연 강판을 저렴하게 제조할 수 있다. 또한, 본 발명에 관한 강판은 자동차용 부품, 특히 서스펜션 부품 등에 있어서 다용되는 신장 플랜지 성형에 있어서도, 우수한 구멍 확장성을 갖는다. 그로 인해, 산업상, 특히 자동차 분야에 있어서 차체의 경량화나 충돌 안전성 확보에 기여한다.

Claims

화학 조성이, 질량％로,
C:0.010％ 내지 0.200％,
Si:0.001％ 내지 2.50％,
Mn:0.001％ 내지 1.50％,
P:0.050％ 이하,
S:0.010％ 이하,
N:0.0070％ 이하,
Al:0.001％ 내지 0.50％,
Ti:0.050％ 내지 0.30％,
V:0％ 내지 0.50％,
Nb:0％ 내지 0.090％,
Cr:0％ 내지 0.50％,
Ni:0％ 내지 0.50％,
Cu:0％ 내지 0.50％,
Mo:0％ 내지 0.50％,
B:0％ 내지 0.0050％,
Ca:0％ 내지 0.01％,
Mg:0％ 내지 0.01％,
Bi:0％ 내지 0.01％
를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물이고,
조직이, 면적률로, 80％ 이상의 폴리고날 페라이트와, 합계로 5％ 이하의 마르텐사이트 및 오스테나이트와, 합계로 5％ 이하의 펄라이트 및 시멘타이트를 함유하고, 잔부가 베이니틱 페라이트 및 베이나이트에서 선택되는 1종 이상이고,
판 두께 방향에 있어서 중심면으로부터 ±100㎛의 범위 내에 존재하는 임의의 50개의 상기 폴리고날 페라이트의 마이크로 경도의 표준 편차를 σHV로 했을 때, 상기 σHV가 30 이하이고,
상기 폴리고날 페라이트의 입자 내에 Ti 함유 탄화물이 5×10⁷개/㎟ 이상 존재하고, 상기 Ti 함유 탄화물 중 50％ 이상이, 짧은 변의 길이에 대한 긴 변의 길이의 비인 애스펙트비가 3 미만이고,
인장 강도가 540㎫ 이상인
것을 특징으로 하는 고강도 열연 강판.
제1항에 있어서, 상기 화학 조성이, 질량％로, V:0.010％ 내지 0.50％, Nb:0.001％ 내지 0.090％, Cr:0.001％ 내지 0.50％, Ni:0.001％ 내지 0.50％, Cu:0.001％ 내지 0.50％, Mo:0.001％ 내지 0.50％, B:0.0001％ 내지 0.0050％에서 선택되는 1종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 고강도 열연 강판.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 화학 조성이, 질량％로, Ca:0.0001％ 내지 0.01％, Mg:0.0001％ 내지 0.01％, Bi:0.0001％ 내지 0.01％에서 선택되는 1종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 고강도 열연 강판.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 표면에 용융 아연 도금층을 갖는 것을 특징으로 하는 고강도 열연 강판.